ตามที่อธิบายไว้ในข้อความ "ประเภทของแรงระหว่างโมเลกุล" โมเลกุลของสารในสถานะทางกายภาพทั้งสาม (ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ) ถูกดึงดูดโดยแรงระหว่างโมเลกุล
แรงระหว่างโมเลกุลที่รู้จักสามประการคือ: ไดโพลเหนี่ยวนำให้เกิดไดโพล ไดโพลถาวร - ไดโพลถาวร และพันธะไฮโดรเจน ในหมู่พวกเขาพันธะไฮโดรเจนนั้นแข็งแกร่งที่สุด ผู้เขียนบางคนเคยอ้างถึงแรงระหว่างโมเลกุลนี้ว่าเป็นพันธะไฮโดรเจน อย่างไรก็ตาม คำที่ถูกต้องที่ IUPAC ยอมรับคือ "พันธะไฮโดรเจน"
ปฏิกิริยาประเภทนี้เกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลมีไฮโดรเจนถูกพันธะกับฟลูออรีน ไนโตรเจน หรือออกซิเจน ซึ่งเป็นอะตอมที่มีอิเล็กโตรเนกาทีฟอย่างแรง
พันธะไฮโดรเจนเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนของพันธะไดโพลถาวรแบบไดโพลถาวร สำหรับไฮโดรเจนของโมเลกุลจะประกอบขึ้นเป็นขั้วบวก ซึ่งจับกับอะตอมฟลูออรีน ออกซิเจน หรือไนโตรเจนตัวใดตัวหนึ่งของโมเลกุลอื่น ซึ่งประกอบเป็นขั้วลบของพวกมัน
โดยปกติพันธะระหว่างโมเลกุลจะเกิดขึ้นกับสารในสถานะของเหลวและของแข็ง นอกจากนี้ เนื่องจากเป็นแรงดึงดูดที่รุนแรงมาก จึงต้องใช้พลังงานสูงมากในการทำลาย
สารที่มีแรงระหว่างโมเลกุลนี้คือน้ำนั่นเอง สังเกตว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไรในภาพประกอบด้านล่าง:
โปรดทราบว่าโมเลกุลของน้ำแต่ละโมเลกุลนั้นล้อมรอบด้วยโมเลกุลของน้ำอีก 4 โมเลกุล โดยมีพันธะ ของไฮโดรเจนเกิดขึ้นจากพันธะระหว่างไฮโดรเจนของโมเลกุลหนึ่ง (ขั้วบวก) กับออกซิเจนของอีกขั้วหนึ่ง (ขั้ว เชิงลบ)
พันธะไฮโดรเจนอธิบายปรากฏการณ์ต่าง ๆ ในธรรมชาติ ดูตัวอย่างต่อไปนี้:
- ความจริงที่ว่าน้ำแข็งลอยอยู่บนน้ำ: น้ำแข็งมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำและลอยอยู่บนนั้น ทั้งนี้เนื่องจากในสถานะของเหลว พันธะไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลของน้ำจะจัดอยู่ในรูปทรงที่ไม่เป็นระเบียบ แต่พันธะไฮโดรเจนจะจับตัวกันใน โมเลกุลน้ำแข็งมีระยะห่างและเป็นระเบียบมากขึ้น ทำให้เกิดโครงสร้างหกเหลี่ยมที่แข็ง ซึ่งทำให้โมเลกุลมีเนื้อที่ที่ใหญ่กว่ามากหากอยู่ในสถานะ ของเหลว
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
นี่คือเหตุผลว่าทำไมถ้าเราใส่น้ำในขวดเต็มปริมาตรแล้วใส่ในตู้เย็นในภายหลัง ปริมาตรของมันจะขยายออกและขวดจะแตก
ดังนั้นจะมีปริมาณโมเลกุลเท่ากันต่อหน่วยปริมาตร ซึ่งจะลดความหนาแน่นลงตามสูตรความหนาแน่น: d = m/v จะมีช่องว่างระหว่างรูปหกเหลี่ยมที่เกิดขึ้น ทำให้ความหนาแน่นของสารนี้ลดลง
- กรดไอออไนซ์: แม้ว่าพันธะไฮโดรเจนจะอ่อนกว่าพันธะโควาเลนต์ประมาณสิบเท่า ภายใต้สถานการณ์บางอย่างพวกเขาสามารถทำลายพันธะโควาเลนต์ได้ ตัวอย่างเช่น ในกรณีที่แสดงด้านล่าง กรดไฮโดรคลอริกจะละลายในน้ำ ออกซิเจนในน้ำจะดึงดูดไฮโดรเจนที่จับกับคลอรีนของกรดมากกว่าตัวคลอรีนเอง ทำให้เกิดไอออนของไฮโดรเนียม (H3โอ+) และคลอไรด์ (Cl-). ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าไอออไนซ์:
- แรงตึงผิวของน้ำ: โมเลกุลบนพื้นผิวของของเหลวจะถูกดึงดูดโดยพันธะไฮโดรเจนเฉพาะกับโมเลกุลที่อยู่ด้านข้างและด้านล่างเท่านั้น เนื่องจากไม่มีโมเลกุลอยู่ด้านบน ในทางกลับกัน โมเลกุลที่อยู่ใต้พื้นผิวทำหน้าที่จับกับโมเลกุลในลักษณะนี้ทั้งหมด ทิศทางผลที่ได้คือการก่อตัวของฟิล์มหรือชั้นบาง ๆ บนผิวน้ำซึ่ง เกี่ยวข้องกับ
สิ่งนี้อธิบายความจริงที่ว่าแมลงสามารถอยู่บนนั้นและปรากฏการณ์ของรูปทรงกลมของหยดน้ำ
โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี
คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:
โฟกาซ่า, เจนนิเฟอร์ โรชา วาร์กัส "พันธะไฮโดรเจน"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/ligacoes-hidrogenio.htm. เข้าถึงเมื่อ 27 มิถุนายน 2021.
เคมี
มลพิษทางน้ำ ลักษณะทางกายภาพของน้ำ ลักษณะทางเคมีของน้ำ ลักษณะทางชีวภาพของน้ำ ของเสียจากอุตสาหกรรม โลหะหนัก น้ำดื่ม สารอินทรีย์ ความขุ่นของน้ำ สิ่งปฏิกูล
