Τι είναι δεσμός υδρογόνου; Τα είδη των επιπτώσεων

Τι είναι δεσμός υδρογόνου; Όλα γνωστό παράδειγμα αυτής της σύνδεσης είναι συνηθισμένο νερό (H2O). Λόγω του γεγονότος ότι το άτομο οξυγόνου (Ο) είναι περισσότερο ηλεκτραρνητικό από δύο άτομο υδρογόνου (Η), τραβά τα παρόμοια από τα άτομα υδρογόνου συγκόλληση ηλεκτρόνια. Η καθιέρωση τέτοιων ενός ομοιοπολικού πολικό δεσμό που σχηματίζεται δίπολο. άτομο οξυγόνου δεν αποκτά πολύ μεγάλο αρνητικό φορτίο και τα άτομα υδρογόνου - ένα μικρό θετικό φορτίο, το οποίο έλκεται από τα ηλεκτρόνια (το μονήρες ζεύγος από αυτά) επί του ατόμου οξυγόνου μόρια γειτονικό H2O (δηλ, ύδωρ). Έτσι, μπορούμε να πούμε ότι ο δεσμός υδρογόνου - έναν τρόπο τη δύναμη της έλξης μεταξύ του ατόμου του υδρογόνου και ένα άτομο ηλεκτροαρνητικού. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό του ατόμου του υδρογόνου είναι ότι η σύνδεση του με την έλξη των ηλεκτρονίων γίνεται γυμνό πυρήνα (δηλ, πρωτόνιο, δεν υπάρχουν άλλα ηλεκτρόνια θωρακισμένο). Αν και ο δεσμός υδρογόνου είναι ασθενέστερη από ομοιοπολική, ότι προκαλεί μια ολόκληρη σειρά από ανώμαλη ιδιότητες του H2O (νερό).

Τις περισσότερες φορές, αυτός ο δεσμός σχηματίζεται με τα άτομα από τα ακόλουθα στοιχεία: οξυγόνο (O), άζωτο (Ν) και φθόριο (F). Αυτό συμβαίνει για το λόγο ότι τα άτομα από τα στοιχεία αυτά είναι μικρά σε μέγεθος και έχουν υψηλή ηλεκτραρνητικότητα. άτομα C μεγαλύτερης μέγεθος (S θείο ή χλώριο Cl) σχηματίζει ένα δεσμό υδρογόνου είναι ασθενέστερη, παρά το γεγονός ότι από την ηλεκτραρνητικότητα τους αυτά τα στοιχεία είναι συγκρίσιμα με Ν (δηλ αζώτου).

Υπάρχουν δύο τύποι δεσμών υδρογόνου:

1. Υδρογόνο διαμοριακές δεσμός - λαμβάνει χώρα μεταξύ δύο μορίων, για παράδειγμα: μεθανόλη, αμμωνία, υδροφθόριο.
2. ενδομοριακού δεσμού υδρογόνου - λαμβάνει χώρα μέσα σε ένα απλό μόριο, όπως 2-νιτροφαινόλη.

Επίσης τώρα πιστεύεται ότι το υδρογόνο χημικός δεσμός είναι αδύναμη και η ισχυρή. Διαφέρουν μεταξύ τους ως προς την ενέργεια και το μήκος δεσμού (απόσταση μεταξύ των ατόμων):

1. Οι δεσμοί υδρογόνου είναι ασθενείς. Ενέργεια - 10-30 kJ / mol, το μήκος δεσμού - 30. Όλες οι ουσίες που αναφέρονται παραπάνω είναι παραδείγματα φυσιολογικά ή ασθενή δεσμό υδρογόνου.
2. Οι δεσμοί υδρογόνου είναι ισχυρές. Ενέργεια - 400 kJ / mol, μήκος - 23-24. Τα δεδομένα που λαμβάνονται από πειραματισμό, δείχνουν ότι οι ισχυροί δεσμοί σχηματίζονται στα ακόλουθα ιόντα: ιόν-vodoroddiftorid [FHF] -, ιόν-ενυδατωμένο υδροξείδιο [HO-Η-ΟΗ] -, ιόν οξωνίου ενυδατώνεται [H2O-H-OH2] + καθώς και διάφορα άλλα οργανικά και ανόργανα ενώσεις.

Επίδραση του υδρογόνου σύνδεσης

Φυσιολογικές τιμές των σημείων βρασμού και τήξη ενθαλπίες της εξάτμισης και την επιφανειακή τάση μερικών από τις ενώσεις μπορεί να αποδοθεί στην παρουσία των δεσμών υδρογόνου. Το νερό έχει φυσιολογικές τιμές όλων αυτών των ιδιοτήτων, υδροφθόριο και αμμωνία - σημείο βρασμού και τήξης. Νερό και υδροφθόριο στην στερεών και υγρών μελών λόγω της παρουσίας σε αυτές των δεσμών διαμοριακών υδρογόνου θεωρούνται να πολυμερισθούν. Αυτή η σχέση εξηγεί όχι μόνο πολύ υψηλή θερμοκρασία τήξης αυτών των υλικών, αλλά και της χαμηλής πυκνότητας τους. Όπου κατά την τήξη δεσμού υδρογόνου καταρρέει εν μέρει, εξ αιτίας της οποίας τα μόρια νερού (H2O) συσκευασμένα πιο πυκνά.

Η διμερισμός ορισμένων ουσιών (καρβοξυλικό οξύ, π.χ., βενζοϊκό και οξικό οξύ) μπορεί επίσης να εξηγηθεί από την παρουσία των δεσμών υδρογόνου. Διμερές - δύο μόρια που συνδέονται μεταξύ τους. Για το λόγο αυτό, τα καρβοξυλικά οξέα σημείο υψηλότερο από εκείνο των ενώσεων που έχουν περίπου το ίδιο βρασμού μοριακό βάρος. Για παράδειγμα, οξικό οξύ (CH3COOH) η θερμοκρασία βρασμού είναι 391 Κ, ενώ ακετόνη (CH3COCH3), είναι 329 Κ

Επίδραση των δεσμών υδρογόνου ενδομοριακών

Αυτή η σχέση επηρεάζει επίσης τη δομή και τις ιδιότητες των διαφόρων ενώσεων, όπως 2- και 4-νιτροφαινόλη. Αλλά το πιο γνωστό και σημαντικό παράδειγμα του δεσμού υδρογόνου - ένα δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (σε σύντμηση: DNA.). Αυτό το οξύ μόριο διπλωμένο σε μια διπλή έλικα, οι δύο κλώνοι των οποίων διασυνδέονται με δεσμούς υδρογόνου.