zwitterionowej

Zwitterionowa forma odnosi się do cząsteczek, które posiadają jednocześnie dodatni i ujemny ładunek elektryczny w różnych częściach molekuły, przy czym całkowity ładunek jest neutralny. Najbardziej znanym przykładem są aminokwasy w roztworach wodnych o pH zbliżonym do wartości fizjologicznej. W takiej sytuacji grupa amino ulega protonowaniu i przyjmuje ładunek dodatni (—NH3+), podczas gdy grupa karboksylowa traci protony i ma ładunek ujemny (—COO−). Dzięki temu aminokwas istnieje w formie zwitterionowej, co wpływa na jego właściwości chemiczne i biochemiczne.

Właściwości zwitterionowej formy zależą od środowiska. W wodnych roztworach i przy umiarkowanie wysokim pH cząsteczki mają wysokie dipolowe momenty, co sprzyja rozpuszczalności w wodzie a ogranicza rozpuszczalność w rozpuszczalnikach niepolarnych. W stanie stałym niektóre aminokwasy także utrzymują formę zwitterionową w sieci krystalicznej, co wpływa na stabilność kryształów. Zjawisko to odgrywa kluczową rolę w chemii białek i w przemyśle biochemicznym.

Poza aminokwasami istnieją inne związki zwitterionowe, takie jak niektóre aminoalkohole i detergenty, które wykorzystują odwrotną dystrybucję ładunków do uzyskania unikalnych właściwości interdiale. W materiałach zwitterionowych, polimerach i powierzchniach antyfułingowych zachowuje się neutralny, lecz silnie polarny charakter, co czyni je użytecznymi w ochronie przed biofoulingiem i w BioNANotechnologiach.

Zwitterionowa koncepcja wyjaśnia także równowagę chemiczną wielu procesów pH i podkreśla rolę środowiska w stabilności cząsteczek. Słowo pochodzi od niemieckiego zwitter, oznaczającego podwójny ładunek, i odnosi się do natury elektrostatycznej tych związków.