СВЪРЗВАНЕ НА ВОДОРОДЕН МОСТ: ОСНОВНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ - ХИМИЯ - 2025

В връзка връзка водород е електростатично привличане между две полярни групи, което се случва, когато един водороден атом (Н), свързан с високо електроотрицателна атом привличане упражняван върху електростатичното поле отрицателен заряд зарежда атом друг наблизо.

Във физиката и химията има сили, които генерират взаимодействие между две или повече молекули, включително сили на привличане или отблъскване, които могат да действат между тези и други близки частици (като атоми и йони). Тези сили се наричат ​​междумолекулни сили.

Две молекули се самосглобяват в димерен комплекс чрез четири водородни връзки.

Интермоларните сили са по-слаби по природа от тези, които свързват частите на молекулата отвътре навън (вътремолекулните сили).

Сред атрактивните междумолекулни сили има четири типа: йонно-диполни сили, дипол-диполни сили, сили на ван дер Ваал и водородни връзки.

Характеристики на водородна връзка

Водородната връзка е между "донорен" атом (електроотрицателния, който има водород) и "рецептор" (електронегативен без водород).

Обикновено генерира енергия между 1 до 40 Kcal / mol, което прави това привличане значително по-силно, отколкото при взаимодействието на ван дер Ваалс, но по-слабо от ковалентните и йонните връзки.

Обикновено се среща между молекули с атоми като азот (N), кислород (О) или флуор (F), въпреки че се наблюдава и с въглеродни (С) атоми, когато те са прикрепени към силно електроотрицателни атоми, както в случая с хлороформ (СНСЬ ₃).

Защо съюзът се случва?

Това свързване се случва, защото, свързан към силно електронегативен атом, водородът (малък атом с типично неутрален заряд) придобива частично положителен заряд, което кара да започне да привлича други електроотрицателни атоми към себе си.

Оттук възниква връзка, която, въпреки че не може да бъде класифицирана като напълно ковалентна, свързва водорода и неговия електроотрицателен атом с този друг атом.

Първите доказателства за съществуването на тези връзки са наблюдавани от проучване, което измерва точките на кипене. Беше отбелязано, че не всички от тях се увеличават с молекулно тегло, както се очаква, но има някои съединения, които изискват по-висока температура за кипене от предвидената.

От тук започва да се наблюдава съществуването на водородни връзки в електроотрицателни молекули.

Дължина на връзката

Най-важната характеристика за измерване във водородна връзка е нейната дължина (колкото по-дълга е, толкова по-малко силна), която се измерва в ангстрема (Å).

От своя страна тази дължина зависи от силата на връзката, температурата и налягането. По-долу е описано как тези фактори влияят върху силата на водородна връзка.

Сила на връзката

Самата сила на връзката зависи от налягането, температурата, ъгъла на връзката и околната среда (която се характеризира с локална диелектрична константа).

Например, за молекулите на линейна геометрия връзката е по-слаба, тъй като водородът е по-далеч от един атом, отколкото от друг, но при по-строги ъгли тази сила нараства.

температура

Изследвано е, че водородните връзки са склонни да се образуват при по-ниски температури, тъй като намаляването на плътността и увеличаването на движението на молекулите при по-високи температури причинява трудности при образуването на водородни връзки.

Връзките могат да се разрушат временно и / или постоянно с повишаване на температурата, но е важно да се отбележи, че връзките също така правят съединенията да имат по-голяма устойчивост на кипене, какъвто е случаят с водата.

налягане

Колкото по-високо е налягането, толкова по-голяма е силата на водородната връзка. Това се случва, защото при по-високи налягания атомите на молекулата (например в лед) ще се уплътнят повече и това ще помогне да се намали разстоянието между компонентите на връзката.

Всъщност тази стойност е почти линейна, когато се изследва за лед на графика, където дължината на връзката, намерена с налягане, се оценява.

Свързване на водороден мост във вода

Водородна свързана молекула.

Молекулата на вода (H ₂ O) се счита за идеален случай на водородно свързване: всяка молекула могат да образуват четири потенциални водородни връзки с близките водни молекули.

Във всяка молекула има перфектното количество положително заредени водороди и несвързани електронни двойки, което позволява на всички те да участват във водородна връзка.

Ето защо вода има по-висока точка на кипене в сравнение с други молекули, такива като амоняк (NH ₃) и флуороводород (HF).

В случая на първия азотният атом има само един свободен чифт електрони и това означава, че в група амонячни молекули няма достатъчно свободни двойки, които да задоволят нуждите на всички водородни органи.

Казано е, че за всяка молекула амоняк се образува една единствена водородна връзка и че другите Н атоми са "пропилени".

В случая на флуорид има по-скоро водороден дефицит и електронните двойки се „пропиляват“. Отново има точното количество водородни и електронни двойки във вода, така че тази система се свързва перфектно.

Водородна връзка в ДНК и други молекули

При протеините и ДНК може да се наблюдава и водородна връзка: при ДНК двойната спирална форма се дължи на водородните връзки между нейните двойки основи (градивните блокове, изграждащи спиралата), които позволяват тези молекули се възпроизвеждат и животът, както ние знаем, че съществува.

В случая на протеини, водородите образуват връзки между оксигени и амидни хидрогени; В зависимост от мястото, където се случва, ще се образуват различни получени протеинови структури.

Водородните връзки присъстват също в естествените и синтетичните полимери и в органичните молекули, които съдържат азот, а други молекули с този тип връзка все още се изучават в света на химията.

Препратки

1. Водородна връзка. (SF). Wikipedia. Извлечено от en.wikipedia.org
2. Desiraju, GR (2005). Индийски научен институт, Бангалор. Извлечено от ipc.iisc.ernet.in
3. Mishchuk, NA, & ​​Goncharuk, VV (2017). Относно естеството на физическите свойства на водата. Химия и Технология Води.
4. Химия, WI (sf). Какво е химия Извлечено от whatischemistry.unina.it
5. Chemguide. (SF). ChemGuide. Получено от chemguide.co.uk