
【化】 hydration shell
hydration
【化】 hydration
【醫】 hydration
【化】 outer sphere
【醫】 strata externum
水合外層(hydration shell)是化學與生物化學中的核心概念,指溶液中溶質分子或離子周圍通過氫鍵、靜電作用等分子間力定向排列的水分子層。這一結構在溶劑化過程中形成,是物質溶解和生物分子穩定性的關鍵因素。
從分子機制分析,水合外層的形成包含兩個維度:① 離子型物質(如Na⁺、Cl⁻)通過電荷作用吸附水分子,形成初級水合層;② 極性分子(如葡萄糖)通過氫鍵網絡構建次級水合結構。研究表明,典型離子的水合數範圍在2-8個水分子之間,具體數值取決于離子半徑和電荷密度。
在生物系統中的作用尤為顯著:蛋白質表面的水合外層能維持其三維構象,防止非特異性聚集,這一特性被《生物化學雜志》證實為酶活性保持的重要條件。細胞膜表面的水合屏障則參與物質跨膜運輸的調控機制,相關研究已被《自然》子刊收錄。
工業應用方面,制藥領域通過調控藥物分子的水合層厚度來改善溶解性,該技術原理已寫入《藥劑學手冊》第五版。材料科學中,納米顆粒表面水合外層的設計可增強膠體穩定性,相關标準收錄于ASTM International的納米技術指南。
“水合外層”是一個化學領域的術語,指物質(如離子或分子)在水溶液中與水分子通過氫鍵等相互作用形成的水分子包裹層。以下是具體解釋:
定義與構成
水合外層(英文:hydration shell)指溶質(如離子、極性分子)在水中被水分子定向排列包圍的結構。水分子通過極性作用(如氫鍵)吸附在溶質表面,形成動态的“外殼”。
化學意義
與皮膚水合的區别
需注意,在皮膚學中提到的“水合作用”主要指角質層結合水分的能力,屬于生物學範疇,與水合外層的化學概念不同。
水合外層是化學中描述溶質與溶劑(水)相互作用的微觀結構模型,對理解溶液性質、反應機理具有重要意義。
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