Ionische bindingen – Zwak of Sterk
Ionische bindingen – Zwak of Sterk? (bedankt voor het vragen!)
Deze “discussie” kwam voort uit een vraag van een student die tegelijkertijd bio en celbiologie volgde. In celbiologie werd de student verteld dat ionische bindingen erg zwak zijn. Maar in het organische college werd de student verteld dat een sterke Li-O ionische binding hielp om een bepaalde reactie te stimuleren. Dus, heeft één professor gelogen? Nee, niet echt. Lees verder.
Ionische bindingen in een cel zijn inderdaad erg zwak. Hier volgt een verklaring uit Karp’s 2e editie Celland Molecular Biology tekst (pp. 34-35):
Ionische bindingen binnen een zoutkristal kunnen vrij sterk zijn. Als het zoutkristal echter in water wordt opgelost, wordt elk van de afzonderlijke ionen omgeven door watermoleculen, die tegengesteld geladen ionen ervan weerhouden elkaar dicht genoeg te naderen om ionische bindingen te vormen. Aangezien cellen hoofdzakelijk uit water bestaan, zijn bindingen tussen vrije ionen van weinig belang.
In een waterig milieu is de interactie tussen ionen met tegengestelde lading dus minimaal en kunnen ionische bindingen als zwak worden beschouwd. Om een beetje perspectief toe te voegen, overweeg Karp’s volgende uitspraken:
In tegenstelling hiermee, zijn zwakke ionische bindingen tussen tegengesteld geladen groepen van grote biologische moleculen van aanzienlijk belang. Bijvoorbeeld, wanneer negatief geladen fosfaatatomen in een DNA-molecuul nauw geassocieerd zijn met positief geladen groepen op het oppervlak van een eiwit, helpen ionische bindingen tussen hen het complex bij elkaar te houden. … De sterkte van ionische bindingen in een cel is over het algemeen zwak (ongeveer 3kcal/mole) door de aanwezigheid van water, maar diep in de kern van een eiwit, waar water vaak is uitgesloten, kunnen dergelijke bindingen van grote invloed zijn.”
In water zijn ionische bindingen zeer zwak. In een aprotisch oplosmiddel of in een watervrij milieu, heb je echter een heel andere situatie. Als je LDA als base gebruikt, is er geen water in de buurt. Als je een enolaat anion vormt, zal de O- nauw geassocieerd zijn met de Li+ en een sterke ionische binding vormen. Ionische bindingen in kristallen zullen nog sterker zijn dan in oplossing … maar dat is een onderwerp voor een cursus anorganische chemie!