HIDROJEN KÖPRÜSÜ BAĞLANMASI: ANA ÖZELLIKLER - KIMYA - 2024

Bağlantı hidrojen bağı elektrostatik alan üzerine uygulanan bir, yüksek oranda elektronegatif atomu çekim bağlı bir hidrojen atomunu (H) electronegatively diğer yakın atomu şarj oluşan iki polar gruplar arasında elektrostatik cazibe.

Fizik ve kimyada, iki veya daha fazla molekül arasında etkileşim oluşturan kuvvetler vardır, bunlar ve diğer yakın parçacıklar (atomlar ve iyonlar gibi) arasında hareket edebilen çekim veya itme kuvvetleri dahil. Bu kuvvetlere moleküller arası kuvvetler denir.

İki molekül, dört hidrojen bağı aracılığıyla bir dimer kompleksinde kendi kendine birleşir.

Moleküler arası kuvvetler, doğada bir molekülün parçalarını içten dışa bağlayanlardan (molekül içi kuvvetler) daha zayıftır.

Çekici moleküller arası kuvvetler arasında dört tip vardır: iyon-dipol kuvvetleri, dipol-dipol kuvvetleri, van der Waals kuvvetleri ve hidrojen bağları.

Hidrojen bağının özellikleri

Hidrojen bağı, bir "verici" atom (hidrojene sahip elektronegatif olan) ve bir "reseptör" atomu (hidrojensiz elektronegatif) arasındadır.

Genellikle 1 ila 40 Kcal / mol arasında bir enerji üretir ve bu çekiciliği van der Waals etkileşiminde meydana gelenden çok daha güçlü hale getirir, ancak kovalent ve iyonik bağlardan daha zayıftır.

Genellikle nitrojen (N), oksijen (O) veya flor (F) gibi atomlara sahip moleküller arasında oluşur, ancak kloroformda olduğu gibi yüksek elektronegatif atomlara bağlandıklarında karbon (C) atomlarında da gözlenir ( CHC ₃ ).

Sendika neden olur?

Bu bağlanma, yüksek oranda elektronegatif bir atoma bağlanarak, hidrojenin (tipik olarak nötr yüklü küçük bir atom) kısmen pozitif bir yük kazanması ve diğer elektronegatif atomları kendine doğru çekmeye başlamasından kaynaklanır.

Buradan tamamen kovalent olarak sınıflandırılamasa da hidrojeni ve elektronegatif atomunu bu diğer atoma bağlayan bir bağ ortaya çıkar.

Kaynama noktalarının ölçüldüğü bir çalışmada bu bağların varlığının ilk kanıtları gözlemlendi. Bunların hepsinin, beklendiği gibi moleküler ağırlık ile artmadığı, ancak tahmin edilenden daha yüksek bir kaynama sıcaklığı gerektiren bazı bileşikler olduğu kaydedildi.

Buradan elektronegatif moleküllerde hidrojen bağlarının varlığı gözlemlenmeye başladı.

Bağlantı uzunluğu

Bir hidrojen bağında ölçülmesi gereken en önemli özellik, angstrom (Å) cinsinden ölçülen uzunluğudur (ne kadar uzunsa o kadar az güçlüdür).

Sırasıyla, bu uzunluk, bağ kuvvetine, sıcaklığa ve basınca bağlıdır. Aşağıda, bu faktörlerin bir hidrojen bağının gücünü nasıl etkilediği açıklanmaktadır.

Bağ kuvveti

Bağ kuvvetinin kendisi basınca, sıcaklığa, bağ açısına ve ortama (yerel bir dielektrik sabiti ile karakterize edilir) bağlıdır.

Örneğin, doğrusal geometri molekülleri için bağ daha zayıftır çünkü hidrojen bir atomdan diğerine göre daha uzaktır, ancak daha dar açılarda bu kuvvet artar.

Sıcaklık

Daha yüksek sıcaklıklarda yoğunluğun azalması ve moleküler hareketin artması hidrojen bağlarının oluşumunda zorluklara neden olduğu için hidrojen bağlarının daha düşük sıcaklıklarda oluşmaya yatkın olduğu araştırılmıştır.

Bağlar, artan sıcaklıkla geçici ve / veya kalıcı olarak kırılabilir, ancak bağların aynı zamanda bileşiklerin, suda olduğu gibi kaynamaya karşı daha fazla direnç göstermesini sağladığına dikkat etmek önemlidir.

Basınç

Basınç ne kadar yüksekse, hidrojen bağının gücü o kadar büyüktür. Bunun nedeni, daha yüksek basınçlarda molekül atomlarının (örneğin buzda olduğu gibi) daha fazla sıkışması ve bu, bağın bileşenleri arasındaki mesafenin azaltılmasına yardımcı olmasıdır.

Aslında, basınçla bulunan bağ uzunluğunun değerlendirildiği bir grafik üzerinde buz için çalışırken bu değer neredeyse doğrusaldır.

Suda hidrojen köprüsü bağlanması

Hidrojene bağlı su molekülü.

Su molekülü (H ₂ O) hidrojen bağı mükemmel bir durum olarak: her molekülün yakın su molekülleri ile dört potansiyel hidrojen bağları oluşturabilir.

Her molekülde, hepsinin hidrojen bağına dahil olmasına izin veren mükemmel miktarda pozitif yüklü hidrojenler ve bağlı olmayan elektron çiftleri vardır.

Bu nedenle suyun, amonyak (NH ₃ ) ve hidrojen florür (HF) gibi diğer moleküllerden daha yüksek bir kaynama noktası vardır .

İlk durumda, nitrojen atomunun yalnızca bir çift serbest elektronu vardır ve bu, bir grup amonyak molekülünde, tüm hidrojenlerin ihtiyaçlarını karşılayacak yeterli serbest çift olmadığı anlamına gelir.

Her amonyak molekülü için tek bir hidrojen bağının oluştuğu ve diğer H atomlarının "boşa harcandığı" söylenir.

Florür söz konusu olduğunda, daha ziyade bir hidrojen açığı vardır ve elektron çiftleri "boşa harcanır". Yine, suda doğru miktarda hidrojen ve elektron çifti vardır, bu nedenle bu sistem mükemmel bir şekilde bağlanır.

DNA ve diğer moleküllerde hidrojen bağı

Proteinlerde ve DNA'da hidrojen bağı da gözlemlenebilir: DNA söz konusu olduğunda çift sarmal şekli, baz çiftleri (sarmalı oluşturan yapı taşları) arasındaki hidrojen bağlarından kaynaklanır ve bu da bu moleküller kopyalanır ve var olduğunu bildiğimiz hayat.

Proteinler söz konusu olduğunda, hidrojenler, oksijenlerle amid hidrojenleri arasında bağlar oluşturur; Oluştuğu konuma bağlı olarak, ortaya çıkan farklı protein yapıları oluşacaktır.

Hidrojen bağları, doğal ve sentetik polimerlerde ve nitrojen içeren organik moleküllerde de mevcuttur ve bu tür bağa sahip diğer moleküller kimya dünyasında hala incelenmektedir.

Referanslar

1. Hidrojen bağı. (Sf). Vikipedi. En.wikipedia.org adresinden alındı
2. Desiraju, GR (2005). Hindistan Bilim Enstitüsü, Bangalore. İpc.iisc.ernet.in'den alındı
3. Mishchuk, NA ve Goncharuk, VV (2017). Suyun fiziksel özelliklerinin doğası üzerine. Khimiya i Tekhnologiya Vody.
4. Kimya, WI (sf). Kimya nedir. Whatischemistry.unina.it adresinden kurtarıldı
5. Chemguide. (Sf). ChemGuide. Chemguide.co.uk adresinden kurtarıldı