- خصائص الرابطة الهيدروجينية
- لماذا يحدث الاتحاد؟
- طول الارتباط
- رابطة قوية
- درجة الحرارة
- الضغط
- جسر الهيدروجين الترابط في الماء
- الترابط الهيدروجيني في الحمض النووي والجزيئات الأخرى
- المراجع
و السندات صلة الهيدروجين هو عامل جذب الكهربائي بين مجموعتين القطبية الذي يحدث عندما ذرة الهيدروجين (H) المستعبدين لجذب ذرة كهربية عالية المبذولة في هذا المجال الكهربائي اتهم electronegatively ذرة قريب آخر.
يوجد في الفيزياء والكيمياء قوى تولد تفاعلًا بين جزيئين أو أكثر ، بما في ذلك قوى الجذب أو التنافر ، والتي يمكن أن تعمل بين هذه والجسيمات الأخرى القريبة (مثل الذرات والأيونات). تسمى هذه القوى بالقوى بين الجزيئات.
جزيئين يتجمعان ذاتيًا في مركب ثنائي من خلال أربع روابط هيدروجينية.
تعتبر القوى بين الأقطاب أضعف في طبيعتها من تلك التي تربط أجزاء الجزيء من الداخل إلى الخارج (القوى داخل الجزيئية).
من بين القوى الجزيئية الجذابة ، هناك أربعة أنواع: قوى ثنائي القطب ، قوى ثنائي القطب ، قوى فان دير فال ، وروابط هيدروجينية.
خصائص الرابطة الهيدروجينية
تكون الرابطة الهيدروجينية بين ذرة "مانحة" (ذرة كهربية تحتوي على هيدروجين) وذرة "مستقبلات" (كهرسلبية بدون هيدروجين).
عادة ما يولد طاقة تتراوح بين 1 إلى 40 كيلو كالوري / مول ، مما يجعل هذا الجذب أقوى بكثير مما حدث في تفاعل فان دير فال ، ولكنه أضعف من الروابط التساهمية والأيونية.
يحدث عادةً بين الجزيئات ذات الذرات مثل النيتروجين (N) والأكسجين (O) أو الفلور (F) ، على الرغم من أنه يُلاحظ أيضًا مع ذرات الكربون (C) عندما يتم ربطها بذرات عالية الكهربية ، كما في حالة الكلوروفورم (CHCl 3).
لماذا يحدث الاتحاد؟
يحدث هذا الترابط لأن الهيدروجين (ذرة صغيرة ذات شحنة محايدة نموذجيًا) ، مرتبطًا بذرة عالية الكهربية ، يكتسب شحنة موجبة جزئيًا ، مما يجعله يبدأ في جذب الذرات الكهربية الأخرى تجاه نفسه.
من هنا تنشأ رابطة ، على الرغم من أنه لا يمكن تصنيفها على أنها تساهمية تمامًا ، فإنها تربط الهيدروجين وذراته الكهربية بهذه الذرة الأخرى.
وقد لوحظت أولى الأدلة على وجود هذه الروابط من خلال دراسة قامت بقياس نقاط الغليان. وقد لوحظ أن ليس كل هذه الزيادة بالوزن الجزيئي ، كما هو متوقع ، ولكن كانت هناك بعض المركبات التي تتطلب درجة حرارة أعلى للغليان مما هو متوقع.
من هنا ، بدأ ملاحظة وجود روابط هيدروجينية في الجزيئات الكهربية.
طول الارتباط
أهم خاصية للقياس في الرابطة الهيدروجينية هي طولها (كلما طالت ، كلما قلت قوة) ، والتي تُقاس بالأنجستروم (Å).
بدوره ، يعتمد هذا الطول على قوة الرابطة ودرجة الحرارة والضغط. فيما يلي وصف لكيفية تأثير هذه العوامل على قوة رابطة الهيدروجين.
رابطة قوية
تعتمد قوة الرابطة نفسها على الضغط ودرجة الحرارة وزاوية الرابطة والبيئة (التي تتميز بثابت عازل محلي).
على سبيل المثال ، بالنسبة لجزيئات الهندسة الخطية ، تكون الرابطة أضعف لأن الهيدروجين يكون بعيدًا عن ذرة واحدة أكثر من ذرة أخرى ، ولكن في زوايا أضيق ، تنمو هذه القوة.
درجة الحرارة
تمت دراسة أن الروابط الهيدروجينية عرضة للتشكل في درجات حرارة منخفضة ، حيث أن انخفاض الكثافة وزيادة الحركة الجزيئية عند درجات حرارة أعلى يسبب صعوبات في تكوين روابط الهيدروجين.
يمكن كسر الروابط مؤقتًا و / أو بشكل دائم مع زيادة درجة الحرارة ، ولكن من المهم ملاحظة أن الروابط تجعل المركبات أيضًا تتمتع بمقاومة أكبر للغليان ، كما هو الحال مع الماء.
الضغط
كلما زاد الضغط ، زادت قوة رابطة الهيدروجين. يحدث هذا لأنه عند الضغط العالي ، فإن ذرات الجزيء (على سبيل المثال ، في الجليد) سوف تنضغط أكثر وهذا سيساعد على تقليل المسافة بين مكونات الرابطة.
في الواقع ، تكون هذه القيمة خطية تقريبًا عند دراسة الجليد على رسم بياني حيث يتم تقدير طول الرابطة الموجودة مع الضغط.
جسر الهيدروجين الترابط في الماء
جزيء الماء المرتبط بالهيدروجين.
يعتبر جزيء الماء (H 2 O) حالة مثالية من الترابط الهيدروجيني: يمكن لكل جزيء تكوين أربع روابط هيدروجينية محتملة مع جزيئات الماء القريبة.
هناك كمية مثالية من الهيدروجين موجب الشحنة وأزواج الإلكترون غير المرتبطة في كل جزيء ، مما يسمح لهم جميعًا بالاشتراك في الروابط الهيدروجينية.
هذا هو السبب في أن الماء يحتوي على نقطة غليان أعلى من الجزيئات الأخرى ، مثل الأمونيا (NH 3) وفلوريد الهيدروجين (HF).
في الحالة الأولى ، تحتوي ذرة النيتروجين على زوج واحد فقط من الإلكترونات الحرة ، وهذا يعني أنه في مجموعة جزيئات الأمونيا لا توجد أزواج حرة كافية لتلبية احتياجات جميع الهيدروجين.
يقال أنه لكل جزيء من الأمونيا يتم تكوين رابطة هيدروجينية واحدة وأن ذرات H الأخرى "تضيع".
في حالة الفلورايد ، هناك عجز في الهيدروجين و "تهدر" أزواج الإلكترون. مرة أخرى ، هناك الكمية المناسبة من أزواج الهيدروجين والإلكترون في الماء ، لذلك يرتبط هذا النظام تمامًا.
الترابط الهيدروجيني في الحمض النووي والجزيئات الأخرى
في البروتينات والحمض النووي ، يمكن أيضًا ملاحظة الرابطة الهيدروجينية: في حالة الحمض النووي ، يرجع شكل اللولب المزدوج إلى الروابط الهيدروجينية بين أزواج قاعدته (اللبنات الأساسية التي تشكل اللولب) ، والتي تسمح يتم تكرار هذه الجزيئات وتوجد الحياة كما نعرفها.
في حالة البروتينات ، تشكل الهيدروجين روابط بين الأكسجين والأميد هيدروجين ؛ اعتمادًا على الموضع الذي يحدث فيه ، سيتم تشكيل هياكل بروتين مختلفة ناتجة.
الروابط الهيدروجينية موجودة أيضًا في البوليمرات الطبيعية والاصطناعية وفي الجزيئات العضوية التي تحتوي على النيتروجين ، وما زالت الجزيئات الأخرى التي تحمل هذا النوع من الروابط قيد الدراسة في عالم الكيمياء.
المراجع
- رابطة الهيدروجين. (سادس). ويكيبيديا. تم الاسترجاع من en.wikipedia.org
- ديسيراجو ، جي آر (2005). المعهد الهندي للعلوم ، بنغالور. تم الاسترجاع من ipc.iisc.ernet.in
- ميششوك ، NA ، و Goncharuk ، VV (2017). على طبيعة الخواص الفيزيائية للماء. Khimiya i Tekhnologiya Vody.
- الكيمياء ، WI (سادس). ما هي الكيمياء. تم الاسترجاع من whatischemistry.unina.it
- كيمجويد. (سادس). ChemGuide. تم الاسترجاع من chemguide.co.uk