Atome können sich auf unterschiedliche Arten miteinander verbinden. Bei der ionischen Bindung ionisieren Atome indem sie entweder Elektronen abgeben oder Elekronen aufnehmen. Die dann elektrisch geladenen Ionen können Salze bilden, indem sie sich zu einem Kristallgitter organisieren. Diese Art der Bindung wird zwischen Metallen und Nichtmetallen ausgebildet und kann durch Wassermoleküle wieder aufgehoben werden. Dabei bilden sich Hydrathüllen von Wassermolekülen um die Ionen und das Salz löst sich. Die Atombindung ist in der Biochemie die häufigste Art der Bindung. Über Atombindungen miteinander verknüpfte Atome nennt man Moleküle. Die Atombindung entsteht dadurch, dass ein Valenzelektron eines Atoms sich mit einem Valenzelektron eines anderen Atoms zu einem Elektronenpaar verbindet, weshalb diese Art der Bindung oft auch Elektronenpaarbindung genannt wird. Sie bildet sich zwischn zwei Nichtmetallen aus. Zwischen den Bindungspartnern gibt es kaum Unterschiede in der Elektronegativität. In der Schreibweise der Chemie wird ein Elektronenpaar durch einen Strich zwischen zwei Atomen symbolisiert. Um einfache Atombindungen ist eine freie Rotation möglich. Es gibt auch Doppel- bzw. Dreifachbindungen, um die keine Rotation möglich ist. Zwischen der ionischen Bindung und der Atombindung ist die polare Atombindung angesiedelt. Sie bildet sich zwischen zwei Atomen mit mittlerer Differenz in ihren Elektronegativitäten aus. Bei der Bindung wird Ein Elektron zwar weder komplett abgegeben noch komplett aufgenommen, wie dies bei der Ionenbindung der Fall ist. Das sich ausbildende Elektronenpaar wird aber deutlich vom Atom höherer Elektronegativität angezogen und dadurch delokalisiert. Die folge ist die Ausbildung eines Dipols mit elektrisch negativer und positiver Partialladung.
Die Koordinative Bindung wird ebenfalls durch ein Elektronenpaar gewährleistet. Es stammt jedoch nur von einem der beiden Atome ab. Die Koordinative Bindung wird durch einen Pfeil, ausgehend vom Elektronenpaardonor symbolisiert. Bei der metallischen Bindungen, die bei gleichen Metallatomen und bei Legierungen auftritt, werden die leicht ablösbaren Valenzelektronen völlig frei beweglich und halten durch Ihre elektrisch negative Ladung die positiv geladenen Rumpfatome zusammen. Sie spielt in der Biochemie keine Rolle. Bei der Wasserstoffbrückenbindung ziehen sich die Partialladungen von Dipolen elektrostatisch an, wobei die positive Partialladung bei einem Wasserstoffatom lokalisiert. Man kann sich diese Bindung auch so vorstellen, als teilten sich die zwei Partner ein Wasserstoffatom. Die van der Waals Wechselwirkung ist dadurch charakterisiert, dass sich zwei unpolare Atome oder Moleküle sich elektrostatisch über kurzzeitig induzierte Dipole anziehen. Als letzte Interaktion zwischen Molekülen gibt es die hydrophobe Wechselwirkung. Da unpolare Verbindungen keine Wasserstoffbrückenbindungen eingehen können, ist die Grenzfläche zwischen Wasser und hydrophoben verbindungen energetisch sehr ungünstig. Unpolare (hydrophobe) Verbindungen meiden die Wechselwirkung mit Wassermolekülen. Es lagern sich hydrophobe Moleküle im Wasser aneinander, um die energetisch ungünstige Interaktion mit dem Wasser zu minimieren.
Strahlung spielt in der Medizin ebenfalls eine wichtige Rolle. Durch den radioaktiven Zerfall, der durch die schwache Kraft verursacht wird, entsteht Strahlung. Wir unterscheiden alpha-, beta, und gamma-.Strahlung. Bei der alpha-Strahlung handelt es sich um Heliumkerne, also zwei Protonen und zwei Neutronen. Unter beta-Strahlung verstehen wir Elektronen- bzw. Positronen (positiv geladene Elektronen). Mit der gamma-Strahlung ist schließlich hochenergetische elektromagnetische Strahlung gemeint. Zusätzlich gibt es noch das niederenergetische Spektrum der elektromagnetischen Strahlung, wie Röntgen oder auch Licht sowie Deuteronen-, Protonen- und Neutronenstrahlen.
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