Hidrojen bağı nedir? Türler, etki

Hidrojen bağı nedir? Bu bağlantıyı iyi bilinen bir örnek sıradan su (H2O) 'dur. Oksijen atomunun (O) iki hidrojen atomundan (H) daha elektronegatif olduğu gerçeğinden dolayı, bağlayıcı elektronları hidrojen atomlarından ayırdığı görülmektedir. Böyle bir kovalent polar bağ oluşturulması sonucunda bir dipol oluşur. Oksijen atomu olumsuz olarak negatif yük alır ve hidrojen atomları - komşu H2O molekülünün (yani su) oksijen atomundaki elektronlara (paylaşılmayan çiftleri) çekilen küçük bir pozitif yükdür. Böylece, hidrojen bağı hidrojen atomu ve elektronegatif atom arasındaki çekici çekiş kuvveti olduğu söylenebilir. Hidrojen atomunun önemli bir özelliği, bağlayıcı elektronları çektiği zaman çekirdeğinin (yani, protonun, korunmayan diğer elektronların) maruz kalmasıdır. Ve hidrojen bağı kovalent bağdan zayıf olmasına rağmen, H2O'nun (su) bir takım anormal özelliklerine neden olur.

Çoğu zaman bu bağ atomların katılımıyla oluşuraşağıdaki elementler: oksijen (O), azot (N) ve florin (F). Bu durum, bu elementlerin atomları boyutu küçüktür ve yüksek elektronegatiflik sahip nedenle meydana gelir. C atomuna sahip daha yüksek haşılın (S kükürt ya da klor CI) kendi elektronegativitedir Bu ürün, N (yani azot) ile karşılaştırılabilir olduğu gerçeğine rağmen, bir hidrojen bağ zayıf oluşturur.

İki tip hidrojen bağı vardır:

1. Hidrojen moleküllerarası bağlama - İki molekül arasında görünür, örneğin: metanol, amonyak, hidrojen florür.
2. Hidrojen bağları intramoleküler - bir molekül içerisinde görünür, örneğin: 2-nitrofenol.

Ayrıca, günümüzde, hidrojen kimyasal bağının zayıf ve güçlü olduğu konusunda bir görüş var. Enerji içinde ve bağ uzunluğunda (atomlar arasındaki mesafe) birbirinden farklıdırlar:

1. Hidrojen bağları zayıftır. Enerji 10-30 kJ / mol, bağ uzunluğu 30'dur. Yukarıda listelenen tüm maddeler normal veya zayıf hidrojen bağı örnekleridir.
2. Hidrojen bağları güçlüdür. Enerji 400 kJ / mol, uzunluğu 23-24'tür. Deneysel olarak elde edilen veriler, aşağıdaki iyonlarda güçlü bağların oluştuğunu göstermektedir: iyon hidrojen diflorür [FHF] -, iyonu hidratlanmış hidroksit [HO-H-OH] -, oksonyum iyonu hidratlı [H2O-H-OH2] + , çeşitli diğer organik ve inorganik bileşikler içinde bulunur.

Hidrojen moleküller arası bağların etkisi

Anormal kaynama noktaları veerime, buharlaşma entalpisi ve bazı bileşiklerin yüzey gerilimi, hidrojen bağı varlığı ile açıklanabilir. Su, bu özelliklerin tamamı için anormal değerlere sahiptir ve hidrojen florür ve amonyak kaynar ve erime noktalarına sahiptir. Katı ve sıvı haldeki su ve hidrojen florür, içindeki hidrojen moleküller arası bağların varlığı nedeniyle polimerize edilmiş kabul edilir. Bu ilişki sadece bu maddelerin çok yüksek erime noktasını değil aynı zamanda düşük yoğunluklarını açıklar. Ergime esnasında hidrojen bağı kısmen tahrip edilir, bu nedenle su molekülleri (H2O) daha sıklıkla paketlenir.

Bazı maddelerin dimerizasyonu (karboksilikasitler, örneğin benzoik ve asetik) de hidrojen bağının varlığı ile açıklanabilir. Dimer birbirine bağlı iki moleküldür. Bu nedenle, karboksilik asitlerin kaynama noktası, yaklaşık olarak aynı molekül ağırlığına sahip olan bileşiklerin kaynama noktasından daha yüksektir. Örneğin, asetik asitte (CH3COOH), kaynama noktası 391 K, asetonda (CH3COCH3) 329 K'dır.

Hidrojen intramoleküler bağlarının etkisi

Bu ilişki ayrıca yapıyı ve özelliklerini etkilerçeşitli bileşikler, örneğin: 2- ve 4-nitrofenol. Fakat bir hidrojen bağının en ünlü ve önemli örneği deoksiribonükleik asittir (kısaltılmış: DNA). Bu asidin molekülleri, iki sarmal bir hidrojen bağı ile birbirine bağlı olan bir çift sarmal biçiminde katlanırlar.