सॉल्वेशन शेल: Difference between revisions
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[[File:Na+H2O.svg|thumb|right|[[सोडियम]] [[आयन]] का पहला | [[File:Na+H2O.svg|thumb|right|[[सोडियम]] [[आयन]] का पहला विलायक शेल जल में विलेय हो जाता है]]'''विलायक शेल''' या विलायक शीथ किसी भी [[रासायनिक यौगिक]] या जैविक अणु का विलायक अंतरापृष्ठ है जो विलेय का निर्माण करता है। जब विलायक [[पानी|जल]] होता है तो इसे जलयोजन शैल या जलयोजन क्षेत्र कहा जाता है। विलेय की प्रत्येक इकाई के चारों ओर विलायक अणुओं की संख्या को विलेय की [[जलयोजन संख्या]] कहा जाता है। | ||
एक उत्कृष्ट उदाहरण है जब | एक उत्कृष्ट उदाहरण है जब जल के अणु एक धातु आयन के चारों ओर व्यवस्थित होते हैं। यदि धातु आयन एक धनायन है, तो जल के अणु का [[निद्युत|विद्युत ऋणात्मक]] ऑक्सीजन परमाणु धातु आयन पर धनात्मक आवेश के लिए विद्युत्-स्थैतिक रूप से आकर्षित होगा। परिणाम आयन के चारों ओर जल के अणुओं का एक विलायक शैल है। यह शैल कई अणुओं की सघनता का हो सकता है, जो आयन के आवेश, उसके वितरण और स्थानिक आयामों पर निर्भर करता है। | ||
एक विलायक में घुले हुए | एक विलायक में घुले हुए लवण से ऋणायनों और धनायनों के चारों ओर विलायक के कई अणु विलायक शैल में सम्मिलित होते हैं। जलीय विलयनों में धातु जलीय धातु आयन [[मेटल एक्वा कॉम्प्लेक्स|सम्मिश्रण]] बनाते हैं। यह संख्या विभिन्न तरीकों से निर्धारित की जा सकती है जैसे कि संपीड्यता और एनएमआर माप दूसरों के बीच स्थित है। | ||
== | == विद्युत-अपघट्य और उसके विलायक शेल संख्या के [[गतिविधि गुणांक]] से संबंध == | ||
एक | एक विघटित विद्युत-अपघट्य की विलायक शेल संख्या विद्युत-अपघट्य के गतिविधि गुणांक के सांख्यिकीय घटक और एक केंद्रित वियलन में विघटित विद्युत-अपघट्य की स्पष्ट ग्राम अणुक आयतन और विलायक (जल) की ग्राम अणुक आयतन के बीच के अनुपात से जुड़ी हो सकती है:{{clarify|date=January 2021 |reason= What do these symbols b,r,h,nu mean? Need definitions. Also, when is this equation applicable / inapplicable? }} | ||
<math>\ln \gamma_s = \frac{h- \nu}{\nu} \ln \left(1 + \frac{br}{55.5} \right) - \frac{h}{\nu} \ln \left(1 - \frac{br}{55.5} \right) + \frac{br(r + h -\nu)}{55.5 \left(1 + \frac{br}{55.5} \right)}</math><ref>{{Cite journal |doi = 10.1039/TF9555101235|title = केंद्रित इलेक्ट्रोलाइट समाधानों में गतिविधि गुणांक पर आयनिक जलयोजन का प्रभाव|journal = Transactions of the Faraday Society|volume = 51|pages = 1235|year = 1955|last1 = Glueckauf|first1 = E.}}</ref> | <math>\ln \gamma_s = \frac{h- \nu}{\nu} \ln \left(1 + \frac{br}{55.5} \right) - \frac{h}{\nu} \ln \left(1 - \frac{br}{55.5} \right) + \frac{br(r + h -\nu)}{55.5 \left(1 + \frac{br}{55.5} \right)}</math><ref>{{Cite journal |doi = 10.1039/TF9555101235|title = केंद्रित इलेक्ट्रोलाइट समाधानों में गतिविधि गुणांक पर आयनिक जलयोजन का प्रभाव|journal = Transactions of the Faraday Society|volume = 51|pages = 1235|year = 1955|last1 = Glueckauf|first1 = E.}}</ref> | ||
जलयोजन | == प्रोटीन के जलयोजन शैल == | ||
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जलयोजन शैल (जिसे कभी-कभी जलयोजन परत भी कहा जाता है) जो कि प्रोटीन के चारों ओर बनता है, जैव रसायन में विशेष महत्व रखता है। आसपास के जल के साथ प्रोटीन की सतह की इस परस्पर क्रिया को प्रायः प्रोटीन हाइड्रेशन (जलयोजन) के रूप में जाना जाता है और यह प्रोटीन की गतिविधि के लिए मौलिक है।<ref name="Mapping hydration dynamics">{{Cite journal | doi = 10.1073/pnas.0707647104 | pmc = 2141799 | title = एक प्रोटीन सतह के आसपास जलयोजन गतिकी का मानचित्रण| pmid = 18003912 | year = 2007 | last1 = Zhang | first1 = L. | last2 = Wang | first2 = L. | last3 = Kao | first3 = Y. -T. | last4 = Qiu | first4 = W. | last5 = Yang | first5 = Y. | last6 = Okobiah | first6 = O. | last7 = Zhong | first7 = D. | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences | volume = 104 | issue = 47 | pages = 18461–18466 |bibcode = 2007PNAS..10418461Z | doi-access = free }}</ref> यह पाया गया है कि प्रोटीन के चारों ओर जलयोजन परत की गतिशीलता स्थूल जल से 1 नैनोमीटर की दूरी तक भिन्न होती है। प्रोटीन की सतह के साथ एक विशिष्ट जल के अणु के संपर्क की अवधि उप-नानोसेकेंड परास में हो सकती है, जबकि आणविक गतिशीलता अनुकरण सुझाव देते हैं कि बाहरी विस्तृत जल के साथ मिश्रण करने से पहले जल जलयोजन शेल में उपभोग करता है, यह फेमटोसेकंड से पिकोसेकंड परास में हो सकता है।<ref name="Mapping hydration dynamics" /> और निकटवर्ती विशेषताओं को पारंपरिक रूप से जल के लिए आकर्षक माना जाता है, जैसे कि हाइड्रोजन आबन्ध प्रदाता, जल के अणु वास्तव में अपेक्षाकृत दुर्बल रूप से परिबद्ध होते हैं और आसानी से विस्थापित हो जाते हैं।<ref name="Large-Scale Study of Hydration Environments through Hydration Sites">{{Citation | journal = J. Phys. Chem. B | doi = 10.1021/acs.jpcb.9b02490 | title = Large-Scale Study of Hydration Environments through Hydration Sites | pmid = 31025866 | year = 2019 | last1 = Irwin | first1 = B. W. J. | last2 = Vukovic | first2 = S. | last3 = Payne | first3 = M. C. | last4 = Huggins | first4 = D. J. | volume = 123 | issue = 19 | pages = 4220–4229 | url = https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/292377 }}</ref> विलायक शेल जल के अणु प्रोटीन बंधन या अवरोधकों के आणविक डिजाइन को भी प्रभावित कर सकते हैं।<ref name="Free Energy Calculations of Mutations Involving a Tightly Bound Water Molecule and Ligand Substitutions in a Ligand Protein Complex">{{Citation | journal = Molecular Informatics | doi = 10.1002/minf.201000007 | title = Free Energy Calculations of Mutations Involving a Tightly Bound Water Molecule and Ligand Substitutions in a Ligand Protein Complex | pmid = 27463454 | year = 2010 | last1 = Garcia-Sosa | first1 = A. T. | last2 = Mancera | first2 = R. L.| volume = 29 | issue = 8-9 | pages = 589-600 | url = https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/minf.201000007 }}</ref> | |||
अन्य विलायक और विलेय के साथ, अलग-अलग त्रिविम और गतिज कारक भी विलायक शेल को प्रभावित कर सकते हैं। | |||
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*गतिविधि गुणांक | *गतिविधि गुणांक | ||
* जलीय | * जलीय विलयन में धातु आयन | ||
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*[[आयनिक त्रिज्या]] | *[[आयनिक त्रिज्या]] | ||
Revision as of 09:45, 4 June 2023
विलायक शेल या विलायक शीथ किसी भी रासायनिक यौगिक या जैविक अणु का विलायक अंतरापृष्ठ है जो विलेय का निर्माण करता है। जब विलायक जल होता है तो इसे जलयोजन शैल या जलयोजन क्षेत्र कहा जाता है। विलेय की प्रत्येक इकाई के चारों ओर विलायक अणुओं की संख्या को विलेय की जलयोजन संख्या कहा जाता है।
एक उत्कृष्ट उदाहरण है जब जल के अणु एक धातु आयन के चारों ओर व्यवस्थित होते हैं। यदि धातु आयन एक धनायन है, तो जल के अणु का विद्युत ऋणात्मक ऑक्सीजन परमाणु धातु आयन पर धनात्मक आवेश के लिए विद्युत्-स्थैतिक रूप से आकर्षित होगा। परिणाम आयन के चारों ओर जल के अणुओं का एक विलायक शैल है। यह शैल कई अणुओं की सघनता का हो सकता है, जो आयन के आवेश, उसके वितरण और स्थानिक आयामों पर निर्भर करता है।
एक विलायक में घुले हुए लवण से ऋणायनों और धनायनों के चारों ओर विलायक के कई अणु विलायक शैल में सम्मिलित होते हैं। जलीय विलयनों में धातु जलीय धातु आयन सम्मिश्रण बनाते हैं। यह संख्या विभिन्न तरीकों से निर्धारित की जा सकती है जैसे कि संपीड्यता और एनएमआर माप दूसरों के बीच स्थित है।
विद्युत-अपघट्य और उसके विलायक शेल संख्या के गतिविधि गुणांक से संबंध
एक विघटित विद्युत-अपघट्य की विलायक शेल संख्या विद्युत-अपघट्य के गतिविधि गुणांक के सांख्यिकीय घटक और एक केंद्रित वियलन में विघटित विद्युत-अपघट्य की स्पष्ट ग्राम अणुक आयतन और विलायक (जल) की ग्राम अणुक आयतन के बीच के अनुपात से जुड़ी हो सकती है:[clarification needed]
प्रोटीन के जलयोजन शैल
जलयोजन शैल (जिसे कभी-कभी जलयोजन परत भी कहा जाता है) जो कि प्रोटीन के चारों ओर बनता है, जैव रसायन में विशेष महत्व रखता है। आसपास के जल के साथ प्रोटीन की सतह की इस परस्पर क्रिया को प्रायः प्रोटीन हाइड्रेशन (जलयोजन) के रूप में जाना जाता है और यह प्रोटीन की गतिविधि के लिए मौलिक है।[2] यह पाया गया है कि प्रोटीन के चारों ओर जलयोजन परत की गतिशीलता स्थूल जल से 1 नैनोमीटर की दूरी तक भिन्न होती है। प्रोटीन की सतह के साथ एक विशिष्ट जल के अणु के संपर्क की अवधि उप-नानोसेकेंड परास में हो सकती है, जबकि आणविक गतिशीलता अनुकरण सुझाव देते हैं कि बाहरी विस्तृत जल के साथ मिश्रण करने से पहले जल जलयोजन शेल में उपभोग करता है, यह फेमटोसेकंड से पिकोसेकंड परास में हो सकता है।[2] और निकटवर्ती विशेषताओं को पारंपरिक रूप से जल के लिए आकर्षक माना जाता है, जैसे कि हाइड्रोजन आबन्ध प्रदाता, जल के अणु वास्तव में अपेक्षाकृत दुर्बल रूप से परिबद्ध होते हैं और आसानी से विस्थापित हो जाते हैं।[3] विलायक शेल जल के अणु प्रोटीन बंधन या अवरोधकों के आणविक डिजाइन को भी प्रभावित कर सकते हैं।[4]
अन्य विलायक और विलेय के साथ, अलग-अलग त्रिविम और गतिज कारक भी विलायक शेल को प्रभावित कर सकते हैं।
यह भी देखें
- गतिविधि गुणांक
- जलीय विलयन में धातु आयन
- आयन परिवहन संख्या
- आयनिक त्रिज्या
- जल मॉडल
- पॉसों-बोल्ट्जमान समीकरण
- जलयोजन ऊर्जा
- समाधान
संदर्भ
- ↑ Glueckauf, E. (1955). "केंद्रित इलेक्ट्रोलाइट समाधानों में गतिविधि गुणांक पर आयनिक जलयोजन का प्रभाव". Transactions of the Faraday Society. 51: 1235. doi:10.1039/TF9555101235.
- ↑ 2.0 2.1 Zhang, L.; Wang, L.; Kao, Y. -T.; Qiu, W.; Yang, Y.; Okobiah, O.; Zhong, D. (2007). "एक प्रोटीन सतह के आसपास जलयोजन गतिकी का मानचित्रण". Proceedings of the National Academy of Sciences. 104 (47): 18461–18466. Bibcode:2007PNAS..10418461Z. doi:10.1073/pnas.0707647104. PMC 2141799. PMID 18003912.
- ↑ Irwin, B. W. J.; Vukovic, S.; Payne, M. C.; Huggins, D. J. (2019), "Large-Scale Study of Hydration Environments through Hydration Sites", J. Phys. Chem. B, 123 (19): 4220–4229, doi:10.1021/acs.jpcb.9b02490, PMID 31025866
- ↑ Garcia-Sosa, A. T.; Mancera, R. L. (2010), "Free Energy Calculations of Mutations Involving a Tightly Bound Water Molecule and Ligand Substitutions in a Ligand Protein Complex", Molecular Informatics, 29 (8–9): 589–600, doi:10.1002/minf.201000007, PMID 27463454
