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質子化
來源:互聯網

質子化(Protonation)是原子、分子或離子結合質子(H+)的過程,質子化一般發生在有孤對電子的物質中,如H2O結合一個質子變為H3O+。質子化的逆過程是去質子化。質子化是許多化學計量和催化過程中的重要步驟。

質子化后的化學微粒增加了一個單位的質量和電荷,親水性、還原勢和光學特性等很多化學性質都發生了變化。質子化的難易程度和酸堿度有關,堿性越強的微粒越容易發生質子化。質子化是很多化學反應最基礎的步驟之一。

質子化是向化學物種中添加質子,而電離則是從化學物種中去除電子或從中獲得電子。質子化與氫化的不同之處在于質子化過程中發生質子化物質電荷的變化,而在氫化過程中電荷不受影響。質子化可能會改變物質的光學性質,疏水性或反應性,通常是可逆的化學反應。

內容簡介

質子化可能是最基本的化學反應,很多化學計量和催化過程中的一步。一些多元離子和原子可以進行多次質子化,例如很多生物高分子。

基底經過質子化后,其中每一種粒子的質量和電荷都增加了一個單位。分子質子化或去質子化后,很多化學性質都發生了改變,不僅限于電荷和質量,如親水性、還原勢、光學特性等。在特定的分析步驟中,如電噴霧質譜,質子化是必需的一步。

質子化和去質子化會發生在大多數酸堿反應,是大多數酸堿反應理論的核心。布朗斯特-勞里酸被定義為將另一物質質子化的化學物質。

獲得一個氫離子,而帶正電,使它具備更強的親電性。

O,N等元素上H+配位上去

簡單的可以理解為和質子化合,即結合一個質子,一般都是該物質有弧對電子,所以可以通過配位鍵結合一個質子.

如變成,變成,等等。

不同的物質質子化能力不同

一些偶極矩比較大的物質

往往質子化能力弱

質子化通常還可以用來防止物質被氧化,作為防止物質氧化的一種保護措施

質子化和去質子化的速率

質子化一般很快,主要是因為質子在水中的濃度很高。質子化的速率與被質子化物質的酸性有關。弱酸的去質子化速率慢于強酸。當質子化引起重要的結構改變時,質子化和去質子化的速率可能會變得特別慢。

可逆性與催化劑

通常,質子化是可逆的,質子化后的共軛堿基沒有改變。但是在一些情況中,質子化導致了異構化。在如催化劑用量的質子化試劑中,順式烯烴可以被轉化成反式烯烴。很多酶,如絲氨酸水解酶的正常工作的機理涉及到基底的可逆質子化。

作用介紹

在生物化學中一般來說,一個可質子化的親核基團的pKa越高,其親核性就越高。于是,某些化學修飾劑的專業性取決于pH。

參考資料 >

質子化.中國大百科全書.2024-03-22

質子化和電離(是什么,有什么區別).范德生物科技公司.2024-03-22

質子定義和例子.zhcn.eferrit.com.2024-03-22

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