疎水効果のソースを表示

{{未検証|date=2007年6月}}
'''疎水効果'''（そすいこうか、''hydrophobic effect''）は、[[水]]などの[[極性]][[溶媒]]中で非極性分子（あるいは非極性基）が溶媒と分離し凝集する性質のことである。疎水性相互作用は、疎水効果によって非極性分子間に働く引力的相互作用をあらわす。疎水効果は、[[タンパク質]]の[[フォールディング]]<ref name="Pace">{{cite journal |author=Pace C, Shirley B, McNutt M, Gajiwala K |title=Forces contributing to the conformational stability of proteins |journal=FASEB J. |volume=10 |issue=1 |pages=75-83 |year=1996 |url=http://www.fasebj.org/cgi/reprint/10/1/75 |pmid=8566551}}</ref>、[[タンパク質-タンパク質相互作用]]、[[脂質二重層|脂質二重膜]]の形成などの駆動力であると考えられている。

簡単に言えば、疎水性分子同士が水にはじかれ、集合する現象である。疎水結合とも呼ばれるが、疎水性分子間に結合が形成されるわけではなく、疎水性分子間に直接引力が働かなくても疎水効果は生じる。

==原理==
熱・[[統計力学]]的には、非極性分子が水中で孤立した状態（溶けた状態）にあるよりも、非極性分子同士が[[凝集]]した方が安定であるため、疎水効果が生じるといえる。疎水効果の大きさは、疎水分子が水中で孤立した状態から凝集した状態になるのに伴う[[自由エネルギー]]変化で評価される。なお、温度依存性を考える場合、疎水効果の大きさは、<math>\exp(-\Delta G/kT)</math>で評価される場合もある。

室温付近の温度で、非極性分子の凝集に伴う自由エネルギー変化 (<math>\Delta G</math>) は負である。自由エネルギー変化は熱力学関係式<math>G=H-TS</math>から、[[エンタルピー]]効果と[[エントロピー]]効果の和で表されるが、室温近傍で、エンタルピー変化 (<math>\Delta H</math>) はほぼ零、エントロピー変化 (<math>\Delta S</math>) は正であり、疎水効果はエントロピー駆動であるといわれる。また、温度が変化すると、エントロピーとエンタルピーはそれぞれ大きく変化するが、それらのほとんどは相殺して自由エネルギーの温度変化は小さい。

疎水性相互作用は、クーロン相互作用などの相互作用のような[[重ね合わせの原理]]がなりたたないことが知られている。すなわち、二体の相互作用だけでなく三体以上の相互作用がある。

疎水性分子が水に溶けると、疎水性分子の表面に接する水分子は、水素結合の切断によるエネルギー損失を最小にするために再配向する。このため、水分子のとりうる[[配置エントロピー|配置]]が制限され、エントロピー損失をもたらす。疎水性分子同士が会合することで、疎水性分子表面に接する水分子数を減らし、エントロピー損失を最小化することができる<ref name="Chalikian">{{cite journal |author= Chalikian, T. V. |title=Structural Thermodynamics of Hydration |journal= J. Phys. Chem. B. |volume=105 |issue=50 |pages= 12566-12578 |year=2001 |doi=10.1021/jp0115244}}</ref>。

なお、溶媒分子間の相互作用に比べ、溶媒と溶質の間の相互作用が相対的に弱い場合には、溶媒が水でなくても同様の現象は生じる。このような現象を一般に[[疎溶媒効果]]、[[疎溶媒性相互作用]]と呼ぶ。

==参考文献==
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== 関連項目 ==
{{ウィキポータルリンク|化学|[[File:Nuvola apps edu science.svg|32px|ウィキポータル 化学]]}}
{{ウィキプロジェクトリンク|化学|[[File:Nuvola apps edu science.svg|32px|ウィキプロジェクト 化学]]}}
* [[疎水性]]・[[親水性]]
* [[配置エントロピー]]
* [[エントロピー的な力]]
* [[超撥水]]
* [[表面張力]]
* [[界面化学]]

{{DEFAULTSORT:そすいけつこう}}
[[Category:化学結合]]
[[Category:超分子]]

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