Ce este o legătură de hidrogen? Tipuri, influență

Ce este o legătură de hidrogen? Un exemplu bine cunoscut al acestei conexiuni este apa obișnuită (H2O). Datorită faptului că atomul de oxigen (O) este mai electronegativ decât doi atomi de hidrogen (H), se pare că se detașează electronii de legare de atomii de hidrogen. Ca urmare a unei astfel de situații legătura polară covalentă se formează un dipol. atom de oxigen nu dobândește sarcină negativă foarte mare și atomii de hidrogen - o mică taxă pozitivă, care este atras de electronii (perechea lone dintre ele) pe atomul de oxigen moleculele de H2O adiacente (adică apă). Astfel, se poate spune că legătura de hidrogen este o formare forță de atracție între un atom de hidrogen și un atom electronegativ. O caracteristică importantă a atomului de hidrogen este că atunci când electronii de legare îi atrag, este expus miezul său (care este protonul, alți electroni care nu sunt ecranați). Și, deși legătura de hidrogen este mai slabă decât legătura covalentă, aceasta determină o serie de proprietăți anormale ale H2O (apă).

Cel mai adesea, această legătură se formează cu participarea atomilor din următoarele elemente: oxigen (O), azot (N) și fluor (F). Acest lucru se datorează faptului că atomii acestor elemente au dimensiuni mici și se caracterizează prin electronegativitate ridicată. atomi de C de dimensiune mai mare (S sulf sau clor Cl) formează o legătură de hidrogen este mai slabă, în ciuda faptului că prin electronegativitate lor aceste elemente sunt comparabile cu N (adică, azot).

Există două tipuri de legături de hidrogen:

1. Legarea intermoleculară hidrogen - apare între două molecule, de exemplu: metanol, amoniac, fluorhidrat.
2. Legătura de hidrogen intramoleculară - apare în interiorul unei molecule, de exemplu: 2-nitrofenol.

De asemenea, în prezent există o opinie că hidrogenul legarea chimică este slab și puternic. Ele diferă între ele în ceea ce privește energia și în lungimea legăturii (distanța dintre atomi):

1. Legăturile de hidrogen sunt slabe. Energia este de 10-30 kJ / mol, lungimea legăturii este 30. Toate substanțele enumerate mai sus sunt exemple de legături hidrogen normale sau slabe.
2. Legăturile de hidrogen sunt puternice. Energia este de 400 kJ / mol, lungimea este de 23-24. Datele obținute prin experimentare, indică faptul că legături puternice sunt formate în următorii ioni: un ion-vodoroddiftorid [FHF] -, hidroxid-ion hidratat [HO-H-OH] -, ion oxoniu hidratat [H2O-H-OH2] + , precum și în diferiți compuși organici și anorganici.

Influența legăturilor intermoleculare de hidrogen

Valori anormale punctul de fierbere și topirea, entalpia de evaporare și tensiunea superficială Unii compuși se pot explica prin prezența legăturilor de hidrogen. Apa are valori anormale pentru toate aceste proprietăți, iar acidul fluorhidric și amoniacul au puncte de fierbere și topire. Apa și acidul fluorhidric în stare solidă și lichidă sunt considerate polimerizate datorită prezenței legăturilor intermoleculare de hidrogen în ele. Această relație explică nu numai punctul de topire prea ridicat al acestor substanțe, ci și densitatea lor scăzută. Și în timpul topirii, legătura de hidrogen este distrusă parțial, datorită căruia moleculele de apă (H2O) sunt împachetate mai dens.

Dimerizarea anumitor substanțe (acizi carboxilici, de exemplu benzoic și acetic) poate fi, de asemenea, explicată prin prezența unei legături de hidrogen în ele. Dimerul este două molecule care sunt legate între ele. Din acest motiv, punctul de fierbere al acizilor carboxilici este mai mare decât cel al compușilor având aproximativ aceeași valoare greutate moleculară. De exemplu, în acid acetic (CH3COOH) punctul de fierbere este de 391 K, în timp ce în acetonă (CH3COCH3) este de 329 K.

Influența legăturilor intramoleculare de hidrogen

Această relație afectează, de asemenea, structura și proprietățile diferiților compuși, cum ar fi: 2- și 4-nitrofenolul. Dar cel mai celebru și important exemplu al unei legături de hidrogen este acidul deoxiribonucleic (abreviat: ADN). Moleculele acestui acid sunt pliate sub formă de dublă helix, două benzi ale căror legături sunt legate împreună printr-o legătură hidrogen.