HYDROGENBROBINDING: VIGTIGSTE TRÆK - KEMI - 2025

Den link hydrogenbinding er en elektrostatisk tiltrækning mellem to polære grupper, der forekommer, når et hydrogenatom (H) er bundet til et stærkt elektronegativt atom tiltrækning udøves på det elektrostatiske felt electronegatively ladet atom anden i nærheden.

I fysik og kemi er der kræfter, der genererer interaktion mellem to eller flere molekyler, herunder tiltrækningskræfter eller frastødning, som kan virke mellem disse og andre nærliggende partikler (såsom atomer og ioner). Disse kræfter kaldes de intermolekylære kræfter.

To molekyler samles selv i et dimere kompleks gennem fire brintbindinger.

Intermolære kræfter er svagere i naturen end dem, der binder delene af et molekyle indefra og ud (de intramolekylære kræfter).

Blandt de attraktive intermolekylære kræfter er der fire typer: ion-dipol-kræfter, dipol-dipol-kræfter, van der Waals-kræfter og brintbindinger.

Karakteristika ved hydrogenbinding

Hydrogenbinding er mellem et "donor" -atom (det elektronegative, der har brint), og en "receptor" (det elektronegative uden hydrogen).

Det genererer normalt en energi på mellem 1 til 40 Kcal / mol, hvilket gør denne tiltrækning betydeligt stærkere end den, der opstod i van der Waals-interaktionen, men svagere end kovalente og ioniske bindinger.

Det forekommer normalt mellem molekyler med atomer såsom nitrogen (N), ilt (O) eller fluor (F), selvom det også observeres med carbon (C) atomer, når de er bundet til stærkt elektronegative atomer, som i tilfældet med chloroform (CHC ₃).

Hvorfor sker unionen?

Denne binding sker, fordi brint (et lille atom med en typisk neutral ladning) ved at være knyttet til et stærkt elektronegativt atom får en delvist positiv ladning, hvilket får det til at begynde at tiltrække andre elektronegative atomer mod sig selv.

Herfra opstår en binding, som, selv om den ikke kan klassificeres som fuldstændigt kovalent, binder brint og dets elektronegative atom til dette andet atom.

De første bevis på eksistensen af ​​disse bindinger blev observeret ved en undersøgelse, der målte kogepunkterne. Det blev bemærket, at ikke alle disse steg med molekylvægt som forventet, men der var visse forbindelser, der krævede en højere temperatur for at koge end forudsagt.

Herfra begyndte man at observere eksistensen af ​​brintbindinger i elektronegative molekyler.

Link længde

Den vigtigste egenskab at måle i en brintbinding er dens længde (jo længere den er, desto mindre stærk), som måles i angstrøm (Å).

Til gengæld afhænger denne længde af limstyrken, temperaturen og trykket. I det følgende beskrives, hvordan disse faktorer påvirker styrken af ​​en hydrogenbinding.

Bond styrke

Selve bindingsstyrken afhænger af trykket, temperaturen, bindingsvinklen og miljøet (som er kendetegnet ved en lokal dielektrisk konstant).

F.eks. For lineære geometri-molekyler er bindingen svagere, fordi brint er længere væk fra et atom end fra et andet, men i tættere vinkler vokser denne kraft.

Temperatur

Det er blevet undersøgt, at hydrogenbindinger er tilbøjelige til at dannes ved lavere temperaturer, da faldet i densitet og stigning i molekylær bevægelse ved højere temperaturer medfører vanskeligheder ved dannelsen af ​​hydrogenbindinger.

Bindingerne kan bruges midlertidigt og / eller permanent med stigende temperatur, men det er vigtigt at bemærke, at bindingerne også får forbindelserne til at have større modstand mod kogning, som det er tilfældet med vand.

Tryk

Jo højere tryk, jo større er styrken af ​​brintbindingen. Dette sker, fordi molekylets atomer (som for eksempel i is) ved højere tryk komprimeres mere, og dette vil hjælpe med at reducere afstanden mellem forbindelsens komponenter.

Faktisk er denne værdi næsten lineær, når man studerer for is på en graf, hvor bindingslængden fundet med tryk værdsættes.

Hydrogenbrobinding i vand

Hydrogenbundet vandmolekyle.

Vandmolekylet (H ₂ O) betragtes som en perfekt tilfælde af hydrogenbinding: hvert molekyle kan danne fire potentielle hydrogenbindinger med nærliggende vandmolekyler.

Der er den perfekte mængde af positivt ladede hydrogener og ikke-bundne elektronpar i hvert molekyle, så alle kan blive involveret i brintbinding.

Dette er grunden til vand har et højere kogepunkt end andre molekyler, såsom ammoniak (NH ₃) og hydrogenfluorid (HF).

I det første tilfælde har nitrogenatomet kun et frit par elektroner, og det betyder, at der i en gruppe af ammoniakmolekyler ikke er nok frie par til at tilfredsstille behovene hos alle hydrogener.

Det siges, at for hvert molekyle af ammoniak dannes en enkelt hydrogenbinding, og at de andre H-atomer "spildes".

I tilfælde af fluor er der snarere et brintunderskud, og elektronpar er "spildt". Igen er der den rigtige mængde brint og elektronpar i vand, så dette system binder perfekt.

Hydrogenbinding i DNA og andre molekyler

I proteiner og DNA kan hydrogenbinding også observeres: i tilfælde af DNA skyldes dobbelt spiralformen hydrogenbindingerne mellem dets basepar (byggestenene, der udgør helixen), som tillader disse molekyler replikeres, og livet, som vi ved, at det findes.

I tilfælde af proteiner danner hydrogener bindinger mellem oxygener og amidhydrogener; Afhængig af den position, hvor det forekommer, dannes forskellige resulterende proteinstrukturer.

Hydrogenbindinger er også til stede i naturlige og syntetiske polymerer og i organiske molekyler, der indeholder nitrogen, og andre molekyler med denne type binding studeres stadig i kemiens verden.

Referencer

1. Hydrogenbinding. (Sf). Wikipedia. Hentet fra en.wikipedia.org
2. Desiraju, GR (2005). Indian Institute of Science, Bangalore. Hentet fra ipc.iisc.ernet.in
3. Mishchuk, NA, & ​​Goncharuk, VV (2017). Om arten af ​​vandets fysiske egenskaber. Khimiya i Tekhnologiya Vody.
4. Kemi, WI (sf). Hvad er kemi. Hentet fra whatischemistry.unina.it
5. Chemguide. (Sf). ChemGuide. Hentet fra chemguide.co.uk