Vodikova veza: primjeri i vrste kemijskih veza

Ako pogledate kronologiju proučavanja kemijske znanosti sposobnost atoma različitih elemenata da međusobno komuniciraju, može se razlikovati sredinom XIX. Stoljeća. Znanstvenici su u ovom trenutku skrenuli pozornost na činjenicu da su vodikov spojevi kisika, fluora i dušika karakterizirani skupinom svojstava koja se mogu nazvati anomalnim.

To su, prije svega, vrlo visoke točke taljenja i točke vrenja, na primjer vodu ili vodikov fluorid, koji su veći od ostalih sličnih spojeva. Sada je poznato da su ove karakteristike tih tvari određuje svojstvo atoma vodika kako bi se dobilo neobičan tip atoma elemenata koji imaju najveću elektronegativnosti. Nazvao ga je vodik. Svojstva povezanosti, specifičnost njenog stvaranja i primjeri spojeva koji ga sadrže su glavne točke na kojima ćemo boraviti u našem članku.

Uzroci komunikacije

Djelovanje sila elektrostatske privlačnosti je fizička osnova za pojavu većine vrsta kemijskih veza. Vrste kemijskih veza koje nastaju uslijed interakcije suprotno nabijenih atomskih jezgri jednog elementa i elektrona druge dobro su poznate. Ovo je kovalentna nepolarna i polarna veza, karakteristična za jednostavne i složene spojeve nemetalnih elemenata.

Na primjer, među atoma fluora čija Elektronegativnost najveća i električki čestica hidrogen-elektrona oblaka početku pripadala samo atom H, pomiče se negativno nabijen gustoće. Sada se sam atom vodika s pravom može nazvati protonom. Što će se sljedeće dogoditi?

Elektrostatska interakcija

Elektronski oblak atoma vodika gotovo u potpunosti prolazi u smjeru čestice fluora i dobiva pretjerani negativni naboj. Između gola, tj. Bez negativne gustoće, atom vodika - proton i ion F^- Susjedna molekula vodikovog fluorida pokazuje silu elektrostatske privlačnosti. To dovodi do pojave intermolekularne vodikove veze. Zbog svoje pojave, nekoliko HF molekula može formirati stabilne suradnike.

Glavni uvjet za stvaranje vodikove veze je prisutnost atoma kemijskog elementa koji ima visoku elektronegativnost i interaktivni vodikov proton. Najjasnije ova vrsta interakcije očituje u kisika i atoma fluora spoja (voda, vodik-fluorid), manje - dušik tvari, kao što su amonijak, te čak i na manje - sumpora i spojeva klora. Primjeri vodikove veze između molekula mogu se naći i u organskim tvarima.

Tako, u alkoholu između atoma kisika i vodika funkcionalnih hidroksilnih skupina, nastaju i elektrostatske atrakcijske sile. Stoga su čak i prvi predstavnici homologne serije - metanol i etilni alkohol - tekućine, a ne plinovi, kao i druge tvari takvog sastava i molekularne težine.

Energetska karakteristika komunikacije

Usporedimo energetski intenzitet kovalentnog (40-100 kcal / mol) i vodikova veza. Primjeri dalje potvrđuje je navedeno: Vrsta vodika sadrži samo 2 kcal / mol (između dimera amonijakom) 10 kcal / mol energije u spojevima fluora. No, pokazalo se da je dovoljno da se čestice nekih tvari vežu na suradnike: dimere, tetra i polimere - skupine koje se sastoje od mnogih molekula.

Oni nisu samo u tekućoj fazi spoja, već se mogu zadržati, bez propadanja, tijekom prijelaza u stanje plina. Stoga, vodikove veze, pod uvjetom zadržavanja molekula u skupinama su uzrok abnormalno visokim vrelišta i tališta amonijaka, vode i vodikovog fluorida.

Kako je povezivanje molekula vode

I anorganske i organske tvari imaju nekoliko vrsta kemijskih veza. Kemijska veza koja nastaje u procesu povezivanja polarnih čestica jedni s drugima, pod nazivom intermolekularni vodik, mogu radikalno promijeniti fizikalno-kemijske karakteristike spoja. Tu tvrdnju dokazujemo s obzirom na svojstva vode. Molekule H₂O imaju oblik dipola - čestice čiji polovi nose suprotni naboj.

Susjedne molekule privlače jedna drugu pozitivnim nabojima vodikovih protona i negativnim nabojima atoma kisika. U tom procesu, molekularni kompleksi formiraju - suradnika, što dovodi do pojave abnormalno visokim vrelišta i tališta, visoke toplinske provodljivosti i toplinskog kapaciteta spoja.

Jedinstvena svojstva vode

Prisutnost vodikovih veza između čestica H₂O je uzrok mnogih vitalnih svojstava. Voda pruža najvažnije metaboličke reakcije - hidrolizu ugljikohidrata, proteina i masti, koja teče u stanici - i otapalo. Takva voda, koja je dio citoplazme ili intercelularne tekućine, naziva se slobodnim. Zbog vodikovih veza između molekula stvara hidratizirane ljuske oko proteina i glikoproteina, što sprječava nakupljanje makromolekula polimera.

U ovom slučaju voda se naziva strukturiranom. Primjeri vodikove veze između čestica H₂O, dokazati glavnu ulogu u formiranju osnovnih fizičkih i kemijskih svojstava organskih tvari - proteina i polisaharida, apsorpciju i disimilacija procesa koji se odvijaju u živim sustavima i kako bi se osigurala njihova topline ravnotežu.

Intramolekularna vodikova veza

Salicilna kiselina je jedan od dobro poznatih i dugogodišnjih medicinskih proizvoda s protuupalnim, zacjeljivanjem rana i antimikrobnim učinkom. Sama kiselina, bromo-derivati ​​fenola, spojevi organskih kompleksa mogu oblikovati intramolekularnu vodikovu vezu. Primjeri dani u nastavku pokazuju mehanizam njegove formiranja. Stoga, u prostornoj konfiguraciji molekule salicilne kiseline, kisikov atom karbonilne skupine i vodikov protonski rad hidroksilnog radikala mogu konvergiraju.

Zbog veće elektronegativnosti atoma kisika, elektron čestice vodika gotovo potpuno pada pod utjecaj jezgre kisika. Unutar molekule salicilne kiseline pojavljuje se vodikova veza koja povećava kiselost otopine zbog povećanja koncentracije vodikovih iona u njemu.

Sažimanja, možemo reći da je vrsta interakcije između atoma manifestira kada je donator skupina (čestice, elektron-donor) i akceptor atom koji ga prima su dio iste molekule.