Vodíkové vazby. Vazby vodíkovými mosty

Jak je vysvětleno v textu „Druhy mezimolekulárních sil“, molekuly látek ve třech fyzikálních stavech (pevné, kapalné a plynné) jsou přitahovány jednou z mezimolekulárních sil.

Tři známé mezimolekulární síly jsou: indukovaný dipól - dipól indukovaný, permanentní dipól - permanentní dipól a vodíková vazba. Mezi nimi je nejsilnější vodíková vazba. Někteří autoři tuto mezimolekulární sílu označovali jako vodíkové vazby; správný termín přijatý IUPAC je však „vodíková vazba“.

K tomuto typu interakce dochází, když má molekula vodík navázaný na fluor, dusík nebo kyslík, což jsou silně elektronegativní atomy.

Vodíková vazba je extrémním příkladem permanentní dipólové vazby. Pro vodík molekuly představuje kladný pól, který se váže na jeden z atomů fluoru, kyslíku nebo dusíku jiné molekuly, které tvoří jejich záporný pól.

Za normálních okolností se intermolekulární vazby vyskytují s látkami v kapalném a pevném stavu. Jelikož se jedná o velmi intenzivní přitažlivou sílu, její rozbití vyžaduje velmi vysokou energii.

Látka, která má tuto mezimolekulární sílu, je sama voda. Všimněte si, jak se to děje na obrázku níže:

Všimněte si, že každá molekula vody je prostorově obklopena čtyřmi dalšími molekulami vody s vazbami vodíku dochází vazbou mezi vodíkem jedné molekuly (kladný pól) s kyslíkem jiné (pól záporný).

Vodíkové vazby vysvětlují různé přírodní jevy, viz následující příklady:

• Skutečnost, že led plave na vodě: Led je méně hustý než voda a následně na něm plave. Je to proto, že zatímco v kapalném stavu jsou vodíkové vazby, které se vyskytují mezi molekulami vody, uspořádány v dezorganizovaném tvaru, vodíkové vazby v molekuly ledu jsou více rozmístěny a uspořádány a vytvářejí tuhou hexagonální strukturu, díky níž molekuly zabírají mnohem větší prostor, než by byly, kdyby byly ve stavu. kapalný.

Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)

To je dokonce důvod, proč když dáme vodu do celého objemu lahve a dáme ji později do chladiče, její objem se zvětší a láhev praskne.

Bude tedy existovat stejné množství molekul na jednotku objemu, což snižuje hustotu podle vzorce hustoty: d = m / v. Mezi vytvořenými šestiúhelníky budou prázdná místa, což sníží hustotu této látky.

• Kyselinová ionizace: I když jsou vodíkové vazby přibližně desetkrát slabší než kovalentní vazby; za určitých okolností se jim podaří rozbít kovalentní vazby. Například v níže uvedeném případě je kyselina chlorovodíková rozpuštěna ve vodě. Kyslík ve vodě přitahuje vodík vázaný na chlor kyseliny více než samotný chlor, což vede k iontům hydronia (H₃Ó⁺) a chlorid (Cl^-). Tento jev se nazývá ionizace:

• Povrchové napětí vody: molekuly na povrchu kapaliny jsou přitahovány vodíkovými vazbami pouze s molekulami vedle a dole, protože nahoře nejsou žádné molekuly. Na druhé straně molekuly, které jsou pod povrchem, provádějí tento typ vazby s molekulami ve všech směrech, výsledkem je tvorba jakési fólie nebo tenké vrstvy na povrchu vody, která zahrnuje.

To vysvětluje skutečnost, že na něm může zůstat hmyz, a také fenomén sférického tvaru vodních kapiček.

Autor: Jennifer Fogaça
Vystudoval chemii

Chcete odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Vodíkové vazby"; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/ligacoes-hidrogenio.htm. Zpřístupněno 27. června 2021.