Apa yang ikatan hidrogen? Jenis-jenis kesan

Apa yang ikatan hidrogen? Semua contoh dikenali sambungan ini adalah air biasa (H2O). Kerana kenyataan bahawa atom oksigen (O) lebih elektronegatif daripada dua atom hidrogen (H), ia menarik seperti atom hidrogen ikatan elektron. Penubuhan apa-apa bon kutub kovalen dipole terbentuk. Oksigen atom memperoleh bukannya caj negatif yang sangat besar dan atom hidrogen - caj positif yang kecil, yang tertarik dengan elektron (pasangan tunggal daripada mereka) kepada oksigen atom molekul H2O bersebelahan (iaitu, air). Oleh itu, kita boleh mengatakan bahawa ikatan hidrogen - cara daya tarikan antara atom hidrogen dan satu atom elektronegatif. Satu ciri penting atom hidrogen adalah bahawa ia mengikat dengan tarikan elektron ia menjadi teras kosong (iaitu, proton, elektron tidak lain dilindungi). Walaupun ikatan hidrogen adalah lebih lemah daripada kovalen, bahawa ia menyebabkan satu siri keseluruhan sifat ganjil daripada H2O (air).

Selalunya, bon ini terbentuk dengan atom unsur-unsur berikut: oksigen (O), nitrogen (N) dan fluorin (F). Ini berlaku atas sebab bahawa atom unsur-unsur ini adalah bersaiz kecil dan mempunyai keelektronegatifan yang tinggi. atom C saiz lebih besar (S sulfur atau klorin Cl) membentuk ikatan hidrogen adalah lebih lemah, walaupun pada hakikatnya dengan keelektronegatifan mereka barang-barang ini boleh dibandingkan dengan N (iaitu nitrogen).

Terdapat dua jenis ikatan hidrogen:

1. Hidrogen bon molekul - berlaku antara dua molekul, sebagai contoh: metanol, ammonia, hidrogen fluorida.
2. ikatan hidrogen intramolecular - berlaku dalam tempoh molekul tunggal, seperti 2-nitrophenol.

Juga kini ia dipercayai bahawa hidrogen ikatan kimia adalah lemah dan yang kuat. Mereka berbeza antara satu sama lain dalam tenaga dan panjang ikatan (jarak antara atom):

1. Ikatan hidrogen lemah. Tenaga - 10-30 kJ / mol, panjang bon - 30. Semua bahan-bahan yang disenaraikan di atas adalah contoh ikatan hidrogen biasa atau lemah.
2. Ikatan hidrogen kuat. Tenaga - 400 kJ / mol, panjang - 23-24. Data yang diperolehi oleh eksperimen, menunjukkan bahawa hubungan kukuh terbentuk dalam ion berikut: ion-vodoroddiftorid [FHF] -, hidroksida ion terhidrat [HO-H-OH] -, ion oxonium terhidrat [H2O-H-OH2] + serta pelbagai sebatian organik dan bukan organik lain.

Pengaruh hidrogen menghubungkan

nilai ganjil mendidih mata dan lebur entalpi pengewapan dan ketegangan permukaan beberapa sebatian boleh dikaitkan dengan kehadiran ikatan hidrogen. Air mempunyai nilai ganjil daripada semua sifat-sifat ini, hidrogen fluorida dan ammonia - takat didih dan lebur. Air dan hidrogen fluorida di negeri-negeri pepejal dan cecair disebabkan oleh kehadiran di dalamnya bon molekul hidrogen dianggap sebagai berpolimer. Hubungan ini menjelaskan bukan sahaja suhu lebur terlalu tinggi bahan-bahan ini, tetapi juga ketumpatan yang rendah. Mana apabila lebur ikatan hidrogen sebahagiannya runtuh, kerana yang molekul air (H2O) yang dikemas lebih padat.

The pendimeran bahan-bahan tertentu (asid karboksilik, mis benzoik dan asid asetik) juga dapat dijelaskan oleh kehadiran ikatan hidrogen. Dimer - dua molekul yang dikaitkan bersama-sama. Atas sebab ini, asid karboksilik takat didih lebih tinggi daripada sebatian yang mempunyai kira-kira yang sama berat molekul. Sebagai contoh, asid asetik (CH3COOH) suhu didih 391 K, manakala aseton (CH3COCH3), ia adalah 329 K.

Pengaruh bon intramolecular hidrogen

Hubungan ini juga memberi kesan kepada struktur dan sifat pelbagai sebatian, seperti 2- dan 4-nitrophenol. Tetapi contoh yang paling terkenal dan penting ikatan hidrogen - asid deoksiribonukleik (abbr: DNA.). Ini molekul asid dilipat ke dalam heliks ganda dua, kedua-dua helai yang saling oleh ikatan hidrogen.