Как образуется водородная связь: определение, свойства, эффекты

Водородная связь — это особый вид взаимодействия между атомом водорода и отрицательно заряженными двухатомными химическими элементами. Отличается сравнительно низкой устойчивостью. При этом играет значительную роль не только в межмолекулярных связях, но и в координации внутри молекул.

Механизм водородной связи

Существует несколько типов химического взаимодействия — это ковалентная полярная и неполярная связи, ионная, металлическая, водородная. Механизм образования водородной связи заключается в электростатическом притяжении водорода и другого отрицательно заряженного атома.

Водородная связь между молекулами

Она чаще всего образуется с кислородом, азотом, фтором, самым электроотрицательным элементом. В результате получаются такие соединения, как вода (H2O), аммиак (NH3), фтороводород (HF).

Особенности водородной связи — это ее малая прочность. Энергия притяжения между элементами в 5-10 раз меньше, нежели при химическом взаимовлиянии, но прочнее той силы, которая удерживает их в различных состояниях: твердом или жидком. Атом водорода взаимодействует с одной электроотрицательной частицей, имеет недостаток плотности и притягивается к другой, более богатой электронами.

Связь отчетливо прослеживается, например, в водном растворе аммиака. Такого плана сложные взаимодействия происходят не только с частицами водорода, но и с молекулами воды. Подобные метаморфозы также во многом влияют на биологическое строение белка, высокомолекулярные органические соединения, спирали ДНК.

Кристаллические решетки

В соответствии с видом частиц и химической связи выделяют 4 разных типа кристаллической решетки: атомную, молекулярную, ионную, металлическую. Решетка имеет вид сетки или канвы. Это трехмерное, упорядоченное расположение частиц развернуто характеризует внутреннюю структуру элемента. Наглядный сложный геометрический образ кристалла необходим для анализа его строения.

Кристаллические решетки

Упорядоченная кристаллическая решетка образуется в результате связей между молекулами. Они располагаются в узлах воображаемого каркаса. Такая структура характерна для благородных газов. Внутри них водород взаимодействует с атомами других элементов, образуя при этом одну устойчивую орбиту. Иными словами, в своем кругу формируется довольно устойчивая ковалентная зависимость, тогда как молекулярная выражена относительно слабо.

Подобные соединения обладают незначительной прочностью, имеют невысокую температуру кипения или плавления. При средних температурах воздуха в комнате они сохраняют свое газообразное и жидкостное состояние.

Чаще всего это легколетучие образования. Примером может служить сухой лед, который превращается в газ (испаряется), пропуская состояние жидкости.

Физические и химические свойства

Существует непосредственное взаимодействие между характеристиками вещества и видом его кристаллической решетки. Водородная связь в значительной мере изменяет физические качества соединений: вязкость, летучесть, спектральный состав, а также влияет на их кислотно-основные признаки. Активно участвует в процессах электролитической диссоциации, растворения и кристаллизации, других физико-химических процессах.

Физические и химические свойства

Так сила контакта между молекулами определяет показатели температуры для перехода вещества в то или другое состояние (кипение, плавление). Уровень растворимости повышается при добавлении в соединение разбавителя. Метиловый и этиловый спирт (CH3OH, C2H5OH) свободно растворяется в воде. При увеличении количества атомов углерода в спирте водородная связь слабеет, растворимость снижается.

Внутреннее взаимодействие групп атомов, увеличивает уровень кислотности, например, ацетилсалициловой кислоты. Водородная связь играет значительную роль в создании пространственной структуры биополимерных веществ, таких как белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, что в конечном итоге определяет их функции.

Физические и химические свойства

Водородные связи можно наблюдать в природе на каждом шагу. Они в большой степени влияют на состояние и признаки некоторых веществ. Например, способны повышать температуру плавления, изменять точку кипения, увеличивать степень растворимости в воде. Благодаря этому некоторые из них, находясь в обычных условиях, остаются в жидком состоянии.

Какие интересные свойства водородных связей вам приходилось наблюдать в быту. Оставьте свой комментарий, поделитесь статьей в социальных сетях, закрепите ее в закладках.

Читаем — Нуклеотид : строение, масса длина , последовательность.

Какую роль играет межмолекулярная водородная связь в природе?
Роль межмолекулярной водородной связи в природе можно рассмотреть на примере воды. Это вещество играет решающую роль в формировании облика природы на нашей планете.

Из-за наличия водородных связей вода обладает очень высокой теплоемкостью. С этим связана роль природных водоемов в качестве аккумуляторов теплоты и поддержания определенной средней температуры на планете. Этой же причиной обусловлено постоянство температуры живых организмов при существенных изменениях температуры окружающей среды.

Благодаря водородным связям лед легче воды и не тонет в ней, поэтому в водоемах зимой сохраняется жизнь. Вода — универсальный растворитель, в том числе и за счет образования водородных связей.

Отзывы и комментарии

Нет комментариев

Добавить комментарий

Спасибо! Ваш комментарий появится после проверки.
Размер шрифта
Какую роль играет межмолекулярная водородная связь в природе?
Роль межмолекулярной водородной связи в природе можно рассмотреть на примере воды. Это вещество играет решающую роль в формировании облика природы на нашей планете.

Из-за наличия водородных связей вода обладает очень высокой теплоемкостью. С этим связана роль природных водоемов в качестве аккумуляторов теплоты и поддержания определенной средней температуры на планете. Этой же причиной обусловлено постоянство температуры живых организмов при существенных изменениях температуры окружающей среды.

Благодаря водородным связям лед легче воды и не тонет в ней, поэтому в водоемах зимой сохраняется жизнь. Вода — универсальный растворитель, в том числе и за счет образования водородных связей.
Adblock
detector