水素結合。水素ブリッジによる結合

「分子間力の種類」のテキストで説明されているように、3つの物理的状態（固体、液体、気体）の物質の分子は、分子間力の1つに引き付けられます。

3つの既知の分子間力は次のとおりです。 誘導双極子-誘導双極子、永久双極子-永久双極子および水素結合。 その中で、水素結合が最も強いです。一部の著者は、この分子間力を水素結合と呼んでいました。ただし、IUPACで受け入れられる正しい用語は「水素結合」です。

このタイプの相互作用は、分子が強い電気陰性原子であるフッ素、窒素、または酸素に水素結合している場合に発生します。

水素結合は、永久双極子-永久双極子結合の極端な例です。分子の水素は正極を構成し、それは別の分子のフッ素、酸素、または窒素原子の1つに結合し、それらは負極を構成します。

通常、分子間結合は液体および固体状態の物質で発生します。また、それは非常に強い引力であるため、それを壊すには非常に高いエネルギーが必要です。

この分子間力を持つ物質は水そのものです。次の図でこれがどのように発生するかに注意してください。

各水分子は、他の4つの水分子に空間的に囲まれており、結合していることに注意してください。水素は、ある分子の水素（正極）と別の分子の酸素（極）との結合によって発生します。負）。

水素結合は、自然界のさまざまな現象を説明しています。次の例を参照してください。

氷が水に浮くという事実： 氷は水よりも密度が低く、その結果、氷の上に浮かんでいます。これは、液体状態では、水分子間で発生する水素結合が無秩序な形で配置されているのに対し、氷の分子はより間隔を空けて組織化され、堅い六角形の構造を形成します。これにより、分子は状態にある場合よりもはるかに大きなスペースを占めるようになります。液体。

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そのため、ボトルの全量に水を入れ、後でクーラーに入れると、その量が増えてボトルにひびが入ります。

したがって、密度の式（d = m / v）に従って、単位体積あたり同じ量の分子が存在し、密度が低下します。形成された六角形の間に空のスペースがあり、この物質の密度が低下します。

酸イオン化： 水素結合は共有結合よりも約10倍弱いですが、特定の状況下では、彼らは共有結合を破ることができます。例えば、以下の場合、塩酸を水に溶かします。水中の酸素は、塩素自体よりも酸の塩素に結合した水素を引き付け、ヒドロニウムイオン（H₃O⁺）および塩化物（Cl^-). この現象はイオン化と呼ばれます。