Шта је водонична веза?Добро познати пример овог односа је обична вода (Х2О). Због чињенице да је атом кисеоника (О) електронегативнији од два атома водоника (Х), чини се да повлачи везне електроне са атома водоника. Као резултат стварања такве ковалентне поларне везе, формира се дипол. Атом кисеоника добија не баш велико негативно наелектрисање, а атоми водоника мало позитивно наелектрисање, које привлаче електрони (њихов усамљени пар) на атому кисеоника суседног молекула Х2О (односно воде). Дакле, можемо рећи да је водонична веза резултујућа сила привлачења између атома водоника и електронегативног атома. Важна карактеристика атома водоника је да када се привлаче његови везивни електрони, његово језгро је изложено (то јест, протон, који није заштићен другим електронима). И иако је водонична веза слабија од ковалентне везе, управо ова веза узрокује низ аномалних својстава Х2О (воде).
Најчешће се ова веза формира уз учешће атомаследећи елементи: кисеоник (О), азот (Н) и флуор (Ф). То је због чињенице да су атоми ових елемената мале величине и да се одликују високом електронегативношћу. Са већим атомима (сумпор С или хлор Цл), настала водонична веза је слабија, упркос чињеници да су по својој електронегативности ови елементи упоредиви са Н (односно са азотом).
Постоје две врсте водоничних веза:
1. Водоничка интермолекуларна веза - појављује се између два молекула, на пример: метанола, амонијака, флуороводоника.
2. Интрамолекуларна водонична веза - појављује се унутар једног молекула, на пример: 2-нитрофенол.
Такође, тренутно се верује да је водонична хемијска веза слаба и јака. Они се међусобно разликују по енергији и дужини везе (раздаљини између атома):
1. Водоничне везе су слабе. Енергија - 10-30 кЈ / мол, дужина везе - 30. Све горе наведене супстанце су примери нормалних или слабих водоничних веза.
2. Водоничне везе су јаке.Енергија - 400 кЈ / мол, дужина - 23-24. Експериментални подаци указују да се јаке везе формирају у следећим јонима: водоник дифлуорид јон [ФХФ] -, хидратизовани хидроксид јон [ХО-Х-ОХ] -, хидратизован оксонијум јон [Х2О-Х-ОХ2] +, као и у разним друга органска и неорганска једињења.
Утицај водоничних међумолекулских веза
Абнормалне тачке кључања итопљење, енталпија испаравања и површински напон неких једињења могу се објаснити присуством водоничних веза. Вода има аномалне вредности свих наведених својстава, а флуороводоник и амонијак имају тачке кључања и топљења. Сматра се да су вода и флуороводоник у чврстом и течном стању полимеризовани због присуства водоничних међумолекулских веза у њима. Овај однос објашњава не само превисоку тачку топљења ових супстанци, већ и њихову ниску густину. Штавише, током топљења, водонична веза је делимично уништена, због чега су молекули воде (Х2О) гушће паковани.
Димеризација одређених супстанци (карбоксилнекиселине, на пример бензојева и сирћетна) се такође могу објаснити присуством водоничне везе у њима. Димер су два молекула која су међусобно повезана. Из тог разлога, тачка кључања карбоксилних киселина је виша од оне једињења која имају приближно исту молекулску масу. На пример, сирћетна киселина (ЦХ3ЦООХ) има тачку кључања од 391 К, док ацетон (ЦХ3ЦОЦХ3) има тачку кључања од 329 К.
Утицај водоничних интрамолекулских веза
Овај однос такође утиче на структуру и својства.разна једињења као што су 2- и 4-нитрофенол. Али најпознатији и најважнији пример водоничне везе је деоксирибонуклеинска киселина (скраћено: ДНК). Молекули ове киселине су намотани у облику двоструке спирале, чија су два ланца међусобно повезана водоничном везом.
