
【化】 hydration shell
hydration
【化】 hydration
【医】 hydration
【化】 outer sphere
【医】 strata externum
水合外层(hydration shell)是化学与生物化学中的核心概念,指溶液中溶质分子或离子周围通过氢键、静电作用等分子间力定向排列的水分子层。这一结构在溶剂化过程中形成,是物质溶解和生物分子稳定性的关键因素。
从分子机制分析,水合外层的形成包含两个维度:① 离子型物质(如Na⁺、Cl⁻)通过电荷作用吸附水分子,形成初级水合层;② 极性分子(如葡萄糖)通过氢键网络构建次级水合结构。研究表明,典型离子的水合数范围在2-8个水分子之间,具体数值取决于离子半径和电荷密度。
在生物系统中的作用尤为显著:蛋白质表面的水合外层能维持其三维构象,防止非特异性聚集,这一特性被《生物化学杂志》证实为酶活性保持的重要条件。细胞膜表面的水合屏障则参与物质跨膜运输的调控机制,相关研究已被《自然》子刊收录。
工业应用方面,制药领域通过调控药物分子的水合层厚度来改善溶解性,该技术原理已写入《药剂学手册》第五版。材料科学中,纳米颗粒表面水合外层的设计可增强胶体稳定性,相关标准收录于ASTM International的纳米技术指南。
“水合外层”是一个化学领域的术语,指物质(如离子或分子)在水溶液中与水分子通过氢键等相互作用形成的水分子包裹层。以下是具体解释:
定义与构成
水合外层(英文:hydration shell)指溶质(如离子、极性分子)在水中被水分子定向排列包围的结构。水分子通过极性作用(如氢键)吸附在溶质表面,形成动态的“外壳”。
化学意义
与皮肤水合的区别
需注意,在皮肤学中提到的“水合作用”主要指角质层结合水分的能力,属于生物学范畴,与水合外层的化学概念不同。
水合外层是化学中描述溶质与溶剂(水)相互作用的微观结构模型,对理解溶液性质、反应机理具有重要意义。
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