VODIKOVO MOSTNO VEZANJE: GLAVNE ZNAČILNOSTI - KEMIJA - 2025

Povezava vodikova vez je elektrostatično privlačnost med dvema polarnimi skupinami, ki se pojavi, ko je atom vodika (H), vezan na visoko elektro atomom atrakcije ki deluje na elektrostatičnem polju electronegatively zaračuna atom drugega v bližini.

V fiziki in kemiji obstajajo sile, ki ustvarjajo medsebojno delovanje dveh ali več molekul, vključno s silami privlačnosti ali odbojnosti, ki lahko delujejo med temi in drugimi bližnjimi delci (na primer atomi in ioni). Te sile imenujemo medmolekularne sile.

Dve molekuli se samostojno sestavijo v dimer kompleks skozi štiri vodikove vezi.

Medmolarne sile so po naravi šibkejše od tistih, ki deli molekule vežejo od znotraj navzven (intramolekularne sile).

Med privlačnimi medmolekulskimi silami so štiri vrste: ionsko-dipolne sile, dipolno-dipolne sile, sile van der Waalsove in vodikove vezi.

Značilnosti vezave vodika

Vodikova vez je med atomom "darovalca" (elektronegativni, ki ima vodik) in atomom "receptorja" (elektronegativ brez vodika).

Običajno ustvarja energijo med 1 in 40 Kcal / mol, zaradi česar je ta privlačnost bistveno močnejša, kot se je pojavila pri van der Waalsovi interakciji, vendar šibkejša kot kovalentne in ionske vezi.

Ponavadi se pojavlja med molekulami z atomi, kot so dušik (N), kisik (O) ali fluor (F), čeprav ga opazimo tudi z atomi ogljika (C), kadar so pritrjeni na visoko elektronegativne atome, kot v primeru kloroforma ( CHCl ₃ ).

Zakaj se zveza zgodi?

To vezanje nastane, ker vodik (majhen atom s tipično nevtralnim nabojem) pridobi delno pozitiven naboj, zaradi česar začne pritegniti druge elektronegativne atome k sebi.

Iz tega izhaja zveza, da čeprav tega ni mogoče razvrstiti kot popolnoma kovalentnega, veže vodik in njegov elektronegativni atom na ta drugi atom.

Prve dokaze o obstoju teh vezi smo opazili s študijo, ki je merila vrelišča. Ugotovljeno je bilo, da se vse to ni povečalo za molekulsko maso, kot je bilo pričakovano, vendar obstajajo določene spojine, ki potrebujejo višjo temperaturo, da se zavre, kot je bilo predvideno.

Od tod so začeli opazovati obstoj vodikovih vezi v elektronegativnih molekulah.

Dolžina povezave

Najpomembnejša značilnost za merjenje v vodikovi vezi je njegova dolžina (dlje kot je, manj močna je), ki se meri v angstromu (Å).

Ta dolžina pa je odvisna od trdnosti, temperature in tlaka vezi. V nadaljevanju je opisano, kako ti dejavniki vplivajo na trdnost vodikove vezi.

Moč vezi

Moč vezi je odvisna od tlaka, temperature, kota vezi in okolja (za katerega je značilna lokalna dielektrična konstanta).

Na primer, za molekule linearne geometrije je vez šibkejša, ker je vodik bolj oddaljen od enega atoma kot od drugega, vendar pri strožjih kotih ta sila raste.

Temperatura

Preučevali smo, da vodikove vezi nastajajo pri nižjih temperaturah, saj zmanjšanje gostote in povečanje gibanja molekul pri višjih temperaturah povzroča težave pri tvorbi vodikovih vezi.

Veze se lahko začasno in / ali trajno porušijo z naraščajočo temperaturo, vendar je pomembno upoštevati, da imajo vezi tudi večjo odpornost proti vrenju, kot je to primer z vodo.

Pritisk

Višji kot je tlak, večja je moč vodikove vezi. To se zgodi, ker se atomi molekule (na primer v ledu) pri višjih tlakih bolj strdijo in to bo pripomoglo k zmanjšanju razdalje med komponentami vezi.

Dejansko je ta vrednost skoraj linearna, ko preučujemo led na grafu, kjer se ceni dolžina vezi, ugotovljena s tlakom.

Vodikovo mostno vez v vodi

Vodna molekula, vezana na vodik.

Molekula vode (H ₂ O) velja popolna primer vodikove vezi: vsaka molekula tvorita štiri možne vodikove vezi z bližnjih vodnih molekul.

V vsaki molekuli je popolna količina pozitivno nabitih vodikov in nevezanih elektronskih parov, ki omogočajo, da se vsi vključijo v vodikovo vez.

Zaradi tega ima voda višje vrelišče kot druge molekule, na primer amonijak (NH ₃ ) in fluorovodik (HF).

V primeru prvega ima atom dušika samo en prosti par elektronov, kar pomeni, da v skupini molekul amoniaka ni dovolj prostih parov, ki bi zadostili potrebam vseh vodikov.

Rečeno je, da za vsako molekulo amoniaka nastane ena vodikova vez in da se drugi H-atomi "zapravijo".

V primeru fluorida je primanjkljaj vodika in elektronski pari so "zapravljeni". Spet je v vodi prava količina parov vodika in elektronov, zato se ta sistem odlično veže.

Vezanje vodika v DNK in drugih molekulah

Pri beljakovinah in DNK lahko opazimo tudi vodikovo vezanje: pri DNK je oblika dvojne vijačnice posledica vodikovih vezi med njegovimi osnovnimi pari (gradniki, ki tvorijo vijačnico), ki omogočajo te molekule se razmnožujejo in življenje, kakršno vemo, obstaja.

V primeru beljakovin vodikovi tvorijo vezi med oksigeni in amidnimi vodiki; Odvisno od položaja, kjer se pojavi, bodo nastale različne nastale beljakovinske strukture.

Vodikove vezi so prisotne tudi v naravnih in sintetičnih polimerih in v organskih molekulah, ki vsebujejo dušik, druge molekule s to vrsto vezi pa se še preučujejo v svetu kemije.

Reference

1. Vodikova vez. (sf). Wikipedija. Pridobljeno z en.wikipedia.org
2. Desiraju, GR (2005). Indijski inštitut za znanost, Bangalore. Pridobljeno s ipc.iisc.ernet.in
3. Mishchuk, NA, & ​​Goncharuk, VV (2017). O naravi fizikalnih lastnosti vode. Khimiya in Tehnologiya Vody.
4. Kemija, WI (sf). Kaj je kemija Pridobljeno iz whatischemistry.unina.it
5. Chemguide. (sf). ChemGuide. Vzpostavljeno s spletnega mesta chemguide.co.uk