Περιεχόμενο
- TL · DR (Πολύ μακρύ;
- Πώς Πόρνη μορίων μορφή
- Πώς σχηματίζονται δεσμοί υδρογόνου
- Υδρογόνο δεσμεύει στο νερό
Πολικά μόρια που περιλαμβάνουν ένα άτομο υδρογόνου μπορούν να σχηματίσουν ηλεκτροστατικούς δεσμούς που ονομάζονται δεσμοί υδρογόνου. Το άτομο υδρογόνου είναι μοναδικό στο ότι αποτελείται από ένα μόνο ηλεκτρόνιο γύρω από ένα μόνο πρωτόνιο. Όταν το ηλεκτρόνιο έλκεται από τα άλλα άτομα του μορίου, το θετικό φορτίο του εκτεθειμένου πρωτονίου έχει ως αποτέλεσμα τη μοριακή πόλωση.
Αυτός ο μηχανισμός επιτρέπει σε τέτοια μόρια να σχηματίζουν ισχυρούς δεσμούς υδρογόνου πέραν των ομοιοπολικών και ιοντικών δεσμών που αποτελούν τη βάση των περισσότερων ενώσεων. Οι δεσμοί υδρογόνου μπορούν να δώσουν στις ενώσεις ειδικές ιδιότητες και μπορούν να κάνουν τα υλικά πιο σταθερά από τις ενώσεις που επικαλύπτουν δεσμούς υδρογόνου.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Τα πολικά μόρια που περιλαμβάνουν ένα άτομο υδρογόνου σε έναν ομοιοπολικό δεσμό έχουν ένα αρνητικό φορτίο στο ένα άκρο του μορίου και ένα θετικό φορτίο στο αντίθετο άκρο. Το απλό ηλεκτρόνιο από το άτομο υδρογόνου μεταναστεύει στο άλλο ομοιοπολικά συνδεδεμένο άτομο, αφήνοντας το θετικά φορτισμένο πρωτόνιο υδρογόνου εκτεθειμένο. Το πρωτόνιο προσελκύεται από το αρνητικά φορτισμένο άκρο άλλων μορίων, σχηματίζοντας έναν ηλεκτροστατικό δεσμό με ένα από τα άλλα ηλεκτρόνια. Αυτός ο ηλεκτροστατικός δεσμός ονομάζεται δεσμός υδρογόνου.
Πώς Πόρνη μορίων μορφή
Σε ομοιοπολικούς δεσμούς, τα άτομα μοιράζονται τα ηλεκτρόνια για να σχηματίσουν μια σταθερή ένωση. Σε μη πολικούς ομοιοπολικούς δεσμούς, τα ηλεκτρόνια μοιράζονται ισότιμα. Για παράδειγμα, σε έναν μη πολικό πεπτιδικό δεσμό, τα ηλεκτρόνια μοιράζονται εξίσου μεταξύ του ατόμου άνθρακα της ομάδας καρβονυλίου άνθρακα-οξυγόνου και του ατόμου αζώτου της ομάδας αμιδίου-υδροξυ-αμιδίου.
Για τα πολικά μόρια, τα ηλεκτρόνια που μοιράζονται σε έναν ομοιοπολικό δεσμό τείνουν να συγκεντρώνονται στη μία πλευρά του μορίου ενώ η άλλη πλευρά καθίσταται θετικά φορτισμένη. Τα ηλεκτρόνια μεταναστεύουν επειδή ένα από τα άτομα έχει μεγαλύτερη συγγένεια για τα ηλεκτρόνια από τα άλλα άτομα στον ομοιοπολικό δεσμό. Για παράδειγμα, ενώ ο ίδιος ο πεπτιδικός δεσμός είναι μη πολικός, η δομή της συνδεδεμένης πρωτεΐνης οφείλεται σε δεσμούς υδρογόνου μεταξύ του ατόμου οξυγόνου της ομάδας καρβονυλίου και του ατόμου υδρογόνου της αμιδικής ομάδας.
Τυπικά άτομα ζεύγους σχηματισμού ομοιοπολικού δεσμού που έχουν πολλά ηλεκτρόνια στο εξωτερικό τους κέλυφος με εκείνα που χρειάζονται τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων για να ολοκληρώσουν το εξωτερικό τους κέλυφος. Τα άτομα μοιράζονται τα επιπλέον ηλεκτρόνια από το προηγούμενο άτομο και κάθε άτομο έχει ένα πλήρες εξωτερικό κέλυφος ηλεκτρονίων κάποια στιγμή.
Συχνά το άτομο που χρειάζεται επιπλέον ηλεκτρόνια για να ολοκληρώσει το εξωτερικό του κέλυφος προσελκύει τα ηλεκτρόνια πιο έντονα από το άτομο που παρέχει τα επιπλέον ηλεκτρόνια. Σε αυτή την περίπτωση, τα ηλεκτρόνια δεν μοιράζονται ομοιόμορφα και περνούν περισσότερο χρόνο με το άτομο που τις λαμβάνει. Ως αποτέλεσμα, το άτομο που δέχεται τείνει να έχει αρνητικό φορτίο ενώ το άτομο δότη είναι θετικά φορτισμένο. Τέτοια μόρια είναι πολωμένα.
Πώς σχηματίζονται δεσμοί υδρογόνου
Μόρια που περιλαμβάνουν ένα ομοιοπολικά συνδεδεμένο άτομο υδρογόνου είναι συχνά πολωμένα επειδή το μόνο ηλεκτρόνιο του ατόμου υδρογόνου συγκρατείται συγκριτικά χαλαρά. Μεταναστεύει εύκολα στο άλλο άτομο του ομοιοπολικού δεσμού, αφήνοντας το μόνο θετικά φορτισμένο πρωτόνιο του ατόμου υδρογόνου στη μία πλευρά.
Όταν το άτομο υδρογόνου χάνει το ηλεκτρόνιο του, μπορεί να σχηματίσει έναν ισχυρό ηλεκτροστατικό δεσμό επειδή, αντίθετα με άλλα άτομα, δεν έχει πλέον ηλεκτρόνια που προστατεύουν το θετικό φορτίο. Το πρωτόνιο προσελκύεται από τα ηλεκτρόνια των άλλων μορίων και ο δεσμός που προκύπτει ονομάζεται δεσμός υδρογόνου.
Υδρογόνο δεσμεύει στο νερό
Τα μόρια του νερού, με χημικό τύπο H2O, είναι πολωμένοι και σχηματίζουν ισχυρούς δεσμούς υδρογόνου. Το μόνο άτομο οξυγόνου σχηματίζει ομοιοπολικούς δεσμούς με τα δύο άτομα υδρογόνου αλλά δεν μοιράζεται εξίσου τα ηλεκτρόνια. Τα δύο ηλεκτρόνια του υδρογόνου περνούν το μεγαλύτερο μέρος του χρόνου τους με το άτομο οξυγόνου, το οποίο καθίσταται αρνητικά φορτισμένο. Τα δύο άτομα υδρογόνου γίνονται θετικά φορτισμένα πρωτόνια και σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου με τα ηλεκτρόνια από τα άτομα οξυγόνου άλλων μορίων νερού.
Επειδή το νερό σχηματίζει αυτούς τους επιπλέον δεσμούς μεταξύ των μορίων του, έχει πολλές ασυνήθιστες ιδιότητες. Το νερό έχει εξαιρετικά έντονη επιφανειακή τάση, έχει ασυνήθιστα υψηλό σημείο βρασμού και απαιτεί πολλή ενέργεια για να αλλάξει από υγρό νερό σε ατμό. Τέτοιες ιδιότητες είναι τυπικές για υλικά για τα οποία τα πολωμένα μόρια σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου.