Vad är vätebindning? De typer av effekter

Vad är vätebindning? Alla kända exempel på denna anslutning är vanligt vatten (H2O). Grund av det faktum att syreatomen (O) är mer elektro än två väteatom (H), drar den liknande av väteatomerna som binder elektroner. Etablering av en sådan kovalent polär bindning bildad dipol. Syreatom förvärvar inte särskilt stor negativ laddning och väteatomerna - en liten positiv laddning, som dras till elektronerna (den ensamt par av dem) på syreatomen intill H2O molekyler (dvs vatten). Således kan vi säga att vätebindningar - ett sätt att attraktionskraften mellan väteatomen och en elektronegativ atom. Ett viktigt särdrag av väteatomen är att dess bindning med attraktion av elektronerna blir det nakna kärnan (dvs proton, skärmad inga andra elektroner). Även om vätebindning är svagare än kovalent, att det orsakar en hel serie av avvikande egenskaper av H2O (vatten).

Oftast är denna bindning bildad med atomerna hos följande element: syre (O), kväve (N) och fluor (F). Detta inträffar på grund av att atomerna av dessa element är små i storlek och har en hög elektronegativitet. C-atomer större storlek (S svavel- eller klor Cl) bildar en vätebindning är svagare, trots det faktum att genom sin elektronegativitet dessa objekt är jämförbar med N (d.v.s. kväve).

Det finns två typer av vätebindningar:

1. Väte intermolekylär bindning - inträffar mellan två molekyler, t ex: metanol, ammoniak, vätefluorid.
2. intramolekylär vätebindning - inträffar inom en enda molekyl, såsom 2-nitrofenol.

Också nu antas det att väte kemiska bindningen är svag och den starka. De skiljer sig från varandra i energi och bindningslängd (avstånd mellan atomer):

1. Vätebindningar är svaga. Energi - 10-30 kJ / mol, bindningslängden - 30. Alla de ämnen som anges ovan är exempel på normal eller svag vätebindning.
2. Vätebindningar är starka. Energi - 400 kJ / mol, längd - 23-24. Data som erhållits genom experiment, tyder på att starka bindningar bildas i de följande jonerna: en jon-vodoroddiftorid [FHF] -, jon-hydratiserad hydroxid [HO-H-OH] -, jon oxonium hydratiserad [H2O-H-OH2] + samt olika andra organiska och oorganiska föreningar.

Inverkan av vätebindning

Anomalous värden av kokpunkter och smältning entalpier av förångning och ytspänningen hos några av föreningarna kan tillskrivas närvaron av vätebindningar. Vatten har anomala värdena för alla dessa egenskaper, vätefluorid och ammoniak - kokpunkt och smält. Vatten och vätefluorid i de fasta och flytande tillstånd på grund av närvaron i dem av väteintermolekylära bindningar anses som skall polymeriseras. Detta förhållande förklarar inte bara för hög smälttemperatur för dessa material, men också av deras låga densitet. Vari vid smältning vätebindning delvis kollapsar, på grund av vilka de vattenmolekyler (H2O) packas mera tätt.

Dimerisering av vissa ämnen (karboxylsyra, t ex bensoe- och ättiksyra) kan också förklaras genom närvaron av vätebindning. Dimer - två molekyler som är sammanlänkade. Av denna anledning, karboxylsyror kokpunkt högre än den för föreningar med ungefär samma molekylvikt. Till exempel, är ättiksyra (CH3COOH) koktemperaturen 391 K, medan aceton (CH3COCH3), är det 329 K.

Påverkan av väte intramolekylära bindningar

Detta förhållande påverkar också strukturen och egenskaper hos olika föreningar, såsom 2- och 4-nitrofenol. Men den mest kända och viktigt exempel på vätebindningen - en deoxiribonukleinsyra (förkortat: DNA.). Denna syramolekyl vikt till en dubbelhelix, är de två strängarna av vilka sammankopplade genom vätebindningar.