При помощи атомно-силового микроскопа высокого разрешения ученые из Китая впервые в истории получили изображение водородной связи.
О существовании водородной связи химики узнали давно. Уже в первой трети XX века они понимали, что атом водорода, связанный ковалентной связью, может за счет своего положительного заряда электростатически притягиваться к атомам кислорода, азота или фтора. Ведь эти атомы, обладая большой электроотрицательностью, сильнее притягивают к себе общую пару электронов связи, и их заряд становится отрицательным. При этом атом водорода может притягиваться как к атомам своей молекулы, так и образовывать межмолекулярные водородные связи.
Водородная химическая связь играет огромную роль в жизни на Земле. Именно за счет водородных связей формируется вторичная и третичная структура молекул белков. Водородные связи между азотистыми основаниями создают из двух цепочек нуклеотидов знаменитую двойную спираль ДНК. Благодаря водородным связям между молекулами воды такие ее свойства, как температура кипения и теплоемкость, значительно выше, чем могли бы быть.
Ученые из Народного университета Китая и Национального центра нанонауки и технологии использовали в качестве объекта наблюдения вещество 8-оксихинолин (C9H7NO), нанесенное на медную поверхность. Структурная формула молекулы этого вещества представляет собой два бензольных кольца, в одном из которых атом углерода замещен азотом, а к другому присоединена гидроксильная группа (-ОН). Применив атомно-силовой микроскоп, исследователи получили изображения водородных связей между атомами водорода в гидроксильных группах и атомами кислорода в аналогичных группах соседних молекул.
