Mi a hidrogénkötés?Ennek a kapcsolatnak a példa a közönséges víz (H2O). Mivel az oxigénatom (O) elektronegatívabb, mint két hidrogénatom (H), úgy tűnik, hogy elhúzza a kötőelektronokat a hidrogénatomoktól. Az ilyen kovalens poláris kötés létrehozása eredményeként dipól képződik. Az oxigénatom nem túl nagy negatív töltést, és a hidrogén atomokat - egy kis pozitív töltést kap, amelyet az elektronok (magányos párjuk) vonzzák a szomszédos H2O molekula (azaz a víz) oxigénatomján. Tehát azt mondhatjuk, hogy a hidrogénkötés vonzó erő a hidrogénatom és az elektronegatív atom között. A hidrogénatom fontos jellemzője, hogy amikor kötőelektronjai vonzódnak, a magja ki van téve (azaz egy proton, amelyet más elektronok nem árnyékolnak). És bár a hidrogénkötés gyengébb, mint a kovalens kötés, ez határozza meg a H2O (víz) számos rendellenes tulajdonságát.
Leggyakrabban ez a kötés atomok részvételével alakul ki.a következő elemek: oxigén (O), nitrogén (N) és fluor (F). Ennek oka az a tény, hogy ezen elemek atomjai kicsik és nagy elektronegativitás jellemzik. Nagyobb atomoknál (kén S vagy klór-Cl) a képződött hidrogénkötés gyengébb, annak ellenére, hogy az elektronegativitás szempontjából ezek az elemek összehasonlíthatók az N-vel (azaz nitrogénatommal).
Kétféle hidrogénkötés létezik:
1. Hidrogén intermolekuláris kötés - két molekula között jelenik meg, például: metanol, ammónia, hidrogén-fluorid.
2. Intramolekuláris hidrogénkötés - egy molekulán belül jelenik meg, például: 2-nitrofenol.
Jelenleg ezen a véleményen van, hogy a hidrogén kémiai kötés gyenge és erős. Energiában és kötéshosszban (atomok közötti távolság) különböznek egymástól:
1. A hidrogénkötések gyengék. Energia - 10-30 kJ / mol, kötéshossz - 30. Az összes fent felsorolt anyag példája a normál vagy gyenge hidrogénkötéseknek.
2. A hidrogénkötések erősek.Energia - 400 kJ / mol, hosszúság - 23-24. Kísérleti adatok azt mutatják, hogy az alábbi ionokban erős kötések alakulnak ki: ion-hidrogén-difluorid [FHF] -, ionhidratált hidroxid [HO-H-OH] -, oxonium-ion hidratált [H2O-H-OH2] + , valamint más egyéb szerves és szervetlen vegyületekben.
A hidrogén intermolekuláris kötések hatása
Kóros forráspont ésolvadás, párolgás entalpiái és egyes vegyületek felületi feszültsége hidrogénkötések jelenlétével magyarázható. A víznek ezeknek a tulajdonságoknak a rendellenes értékei vannak, a hidrogén-fluoridnak és az ammóniának forráspontja és olvadáspontja van. A szilárd és folyékony vizet és a hidrogén-fluoridot polimerizáltnak tekintik, mivel hidrogénmolekulák közötti kölcsönös kötések vannak benne. Ez a kapcsolat nem csak ezen anyagok túl magas olvadáspontját magyarázza, hanem alacsony sűrűségüket is. Sőt, az olvadás során a hidrogénkötés részlegesen megsemmisül, amelynek következtében a vízmolekulák (H2O) sűrűbben vannak csomagolva.
Bizonyos anyagok dimerizációja (szénsavak, például benzoesav vagy ecetsav) azzal magyarázhatók, hogy hidrogénkötés van-e benne. A dimer két molekula, amelyek össze vannak kötve. Ezért a karbonsavak forráspontja magasabb, mint a közel azonos molekulatömegű vegyületeknél. Például ecetsavban (CH3COOH) a forráspont 391 K, míg az acetonban (CH3COCH3) 329 K.
A hidrogén intramolekuláris kötéseinek hatása
Ez a kapcsolat befolyásolja a szerkezetet és a tulajdonságokat.különféle vegyületek, például: 2- és 4-nitrofenol. A hidrogénkötés leghíresebb és legfontosabb példája a dezoxiribonukleinsav (abbr .: DNS). Ennek a savnak a molekulái kettős spirál alakban vannak hajtogatva, amelynek két szálát hidrogénkötés kapcsolja össze.
