HYDROGEN BRIDGE BONDING: PANGUNAHING TAMPOK - CHEMISTRY - 2025

Ang link na hydrogen bond ay isang pang-akit ng electrostatic sa pagitan ng dalawang pangkat na polar na nangyayari kapag ang isang hydrogen atom (H) ay nakakabig sa isang mataas na elektronegative na atraksyon ng atom na ipinataw sa electrostatic field na electronegatively na sisingilin ng atom sa isa pang malapit.

Sa pisika at kimika mayroong mga puwersa na lumikha ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawa o higit pang mga molekula, kabilang ang mga puwersa ng pang-akit o pag-aalis, na maaaring kumilos sa pagitan ng mga ito at iba pang kalapit na mga partikulo (tulad ng mga atomo at ion). Ang mga puwersang ito ay tinatawag na mga intermolecular na puwersa.

Dalawang molekula ang nagtitipon sa sarili sa isang dimer complex sa pamamagitan ng apat na mga bono ng hydrogen.

Ang mga puwersa ng intermolar ay mas mahina sa kalikasan kaysa sa mga nagbubuklod sa mga bahagi ng isang molekula mula sa loob sa labas (ang mga intramolecular na puwersa).

Kabilang sa mga kaakit-akit na puwersa ng intermolecular mayroong apat na uri: mga puwersa ng ion-dipole, mga puwersa ng dipole-dipole, mga puwersa ng van der Waals, at mga bono ng hydrogen.

Mga katangian ng hydrogen bonding

Ang hydrogen bonding ay nasa pagitan ng isang "donor" atom (ang electronegative isa na mayroong hydrogen) at isang "receptor" (ang electronegative na walang hydrogen).

Karaniwan itong bumubuo ng isang enerhiya na nasa pagitan ng 1 hanggang 40 Kcal / mol, na ginagawa ang akit na ito na mas malakas kaysa sa nangyari sa pakikipag-ugnay sa van der Waals, ngunit mas mahina kaysa sa mga bono ng covalent at ionic.

Karaniwan itong nangyayari sa pagitan ng mga molekula na may mga atomo tulad ng nitrogen (N), oxygen (O) o fluorine (F), bagaman sinusunod din ito kasama ang mga carbon (C) atoms kapag nakakabit sila sa mga highly atom na electronegative, tulad ng sa chloroform ( CHCl ₃ ).

Bakit nangyayari ang unyon?

Ang pagbubuklod na ito ay nangyayari dahil, ang pagiging bonded sa isang highly electronegative atom, hydrogen (isang maliit na atom na may karaniwang neutral na singil) ay nakakakuha ng isang bahagyang positibong singil, na nagiging sanhi upang simulan itong maakit ang iba pang mga electronegative atoms patungo sa kanyang sarili.

Mula dito bumabangon ang isang bono na, bagaman hindi ito maiuri bilang ganap na covalent, ang mga bono hydrogen at ang electronegative atom na ito sa ibang atom.

Ang mga unang ebidensya ng pagkakaroon ng mga bonong ito ay sinusunod ng isang pag-aaral na sumusukat sa mga punto ng kumukulo. Nabanggit na hindi lahat ng ito ay nadagdagan ng timbang ng molekular, tulad ng inaasahan, ngunit mayroong ilang mga compound na nangangailangan ng isang mas mataas na temperatura na pakuluan kaysa sa hinulaang.

Mula dito, ang pagkakaroon ng mga hydrogen bond sa mga electronegative molecules ay nagsimulang obserbahan.

Haba ng pag-link

Ang pinakamahalagang katangian upang masukat sa isang bono ng hydrogen ay ang haba nito (mas mahaba ito, hindi gaanong malakas), na sinusukat sa angstrom (Å).

Kaugnay nito, ang haba na ito ay nakasalalay sa lakas, temperatura at presyon ng bono. Ang sumusunod ay naglalarawan kung paano naiimpluwensyahan ng mga salik na ito ang lakas ng isang bono ng hydrogen.

Lakas ng bono

Ang lakas ng bono mismo ay nakasalalay sa presyon, temperatura, ang anggulo ng bono at ang kapaligiran (na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang palaging dielectric na pare-pareho).

Halimbawa, para sa mga linear na geometry na molekula ay mas mahina ang bono dahil ang hydrogen ay higit na malayo sa isang atom kaysa sa isa pa, ngunit sa mga tighter na anggulo ay lumalaki ang puwersa na ito.

Temperatura

Napag-aralan na ang mga bono ng hydrogen ay madaling mabuo sa mas mababang temperatura, dahil ang pagbaba ng density at pagtaas ng kilusan ng molekular sa mas mataas na temperatura ay nagiging sanhi ng mga paghihirap sa pagbuo ng mga bono ng hydrogen.

Ang mga bono ay maaaring mabali pansamantala at / o permanenteng may pagtaas ng temperatura, ngunit mahalagang tandaan na ang mga bono ay gumagawa din ng mga compound na may higit na pagtutol sa kumukulo, tulad ng kaso sa tubig.

Pressure

Ang mas mataas na presyon, mas malaki ang lakas ng hydrogen bond. Nangyayari ito dahil sa mas mataas na presyur, ang mga atomo ng molekula (halimbawa, sa yelo) ay magkakasama pa at makakatulong ito upang mabawasan ang distansya sa pagitan ng mga bahagi ng bono.

Sa katunayan, ang halagang ito ay halos linear kapag nag-aaral para sa yelo sa isang graph kung saan ang haba ng bono na natagpuan na may presyon ay pinahahalagahan.

Ang hydrogen bridge bonding sa tubig

Ang molekula ng tubig na nakagapos ng hydrogen.

Ang molekula ng tubig (H ₂ O) ay itinuturing na isang perpektong kaso ng bonding ng hydrogen: ang bawat molekula ay maaaring bumuo ng apat na potensyal na mga bono ng hydrogen na may kalapit na mga molekula ng tubig.

Mayroong perpektong halaga ng mga positibong sisingilin ng hydrogens at mga walang pares na elektron na hindi naka-bonding sa bawat molekula, na nagpapahintulot sa lahat ng mga ito na maging kasangkot sa hydrogen bonding.

Ito ang dahilan kung bakit ang tubig ay may mas mataas na punto ng kumukulo kaysa sa iba pang mga molekula, tulad ng ammonia (NH ₃ ) at hydrogen fluoride (HF).

Sa kaso ng una, ang nitrogen nitrogen ay mayroon lamang isang libreng pares ng mga electron, at nangangahulugan ito na sa isang pangkat ng mga molekula ng ammonia ay hindi sapat ang mga libreng pares upang masiyahan ang mga pangangailangan ng lahat ng mga hydrogens.

Sinasabing para sa bawat molekula ng ammonia isang solong hydrogen bond ang nabuo at ang iba pang mga H atoms ay "nasayang".

Sa kaso ng fluoride, sa halip ay isang kakulangan ng hydrogen at ang mga pares ng elektron ay "nasayang". Muli, mayroong tamang dami ng mga pares ng hydrogen at elektron sa tubig, kaya't ang sistemang ito ay ganap na nakabubuklod.

Ang hydrogen bonding sa DNA at iba pang mga molekula

Sa mga protina at DNA, ang bonding bonding ay maaari ring sundin: sa kaso ng DNA, ang dobleng hugis ng helix ay dahil sa mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga pares ng base nito (ang mga bloke ng gusali na bumubuo sa helix), na nagpapahintulot sa ang mga molekulang ito ay ginagaya at buhay tulad ng alam natin na umiiral ito.

Sa kaso ng mga protina, ang mga hydrogen ay bumubuo ng mga bono sa pagitan ng mga oxygengens at amide hydrogens; Depende sa posisyon kung saan ito nangyayari, magkakaroon ng iba't ibang mga nagreresultang istruktura ng protina.

Ang mga bono ng hydrogen ay naroroon din sa natural at synthetic polymers at sa mga organikong molekula na naglalaman ng nitrogen, at iba pang mga molekula na may ganitong uri ng bono ay pinag-aaralan pa rin sa mundo ng kimika.

Mga Sanggunian

1. Hydrogen bond. (sf). Wikipedia. Nakuha mula sa en.wikipedia.org
2. Desiraju, GR (2005). Indian Institute of Science, Bangalore. Nakuha mula sa ipc.iisc.ernet.in
3. Mishchuk, NA, & ​​Goncharuk, VV (2017). Sa likas na katangian ng mga pisikal na katangian ng tubig. Khimiya i Tekhnologiya Vody.
4. Chemistry, WI (sf). Ano ang Chemistry. Nakuha mula sa whatischemistry.unina.it
5. Chemguide. (sf). ChemGuide. Nakuha mula sa chemguide.co.uk