RINTASILLAN SIDONTA: PÄÄPIIRTEET - KEMIA - 2025

Yhdistetty vety sidos on kahden polaarisen ryhmän välinen sähköstaattinen vetovoima, joka esiintyy, kun vetyatomi (H) on sitoutunut voimakkaasti elektronegatiiviseen atomi-vetovoimaan, joka kohdistuu sähköstaattiseen kenttään elektronegatiivisesti varautuneeseen atomiin toisella lähellä.

Fysiikassa ja kemiassa on voimia, jotka synnyttävät vuorovaikutuksen kahden tai useamman molekyylin välillä, mukaan lukien vetovoimat tai heijastusvoimat, jotka voivat toimia näiden ja muiden lähellä olevien hiukkasten (kuten atomien ja ionien) välillä. Näitä voimia kutsutaan molekyylienvälisiksi voimiksi.

Kaksi molekyyliä kokoontuu itse dimerikomplekseksi neljän vety sidoksen kautta.

Molaarien väliset voimat ovat luonteeltaan heikompia kuin ne, jotka sitovat molekyylin osia sisältäpäin (molekyylin sisäiset voimat).

Houkuttelevien molekyylien välisten voimien joukossa on neljä tyyppiä: ionidipolivoimat, dipoli-dipolivoimat, van der Waals -voimat ja vety sidokset.

Vety-sidoksen ominaisuudet

Vety-sidos on "luovuttaja" -atomin (elektronegatiivinen, jossa on vety) ja "reseptori" -atomin (elektronegatiivinen ilman vetyä) välillä.

Se tuottaa yleensä energiaa välillä 1 - 40 kcal / mol, mikä tekee tästä vetovoimasta huomattavasti vahvemman kuin van der Waals -vuorovaikutuksessa tapahtunut, mutta heikompi kuin kovalenttiset ja ioniset sidokset.

Sitä esiintyy yleensä molekyylien välillä, joissa on atomeja, kuten typpeä (N), happea (O) tai fluoria (F), vaikkakin sitä havaitaan myös hiili (C) -atomeilla, kun ne ovat kiinnittyneinä voimakkaasti elektronegatiivisiin atomiin, kuten kloroformin (CHCI ₃).

Miksi liitto tapahtuu?

Tämä sitoutuminen tapahtuu, koska vedyllä (pienellä atomilla, jolla on tyypillisesti neutraali varaus) kiinnittymällä erittäin elektronegatiiviseen atomiin, se saa osittain positiivisen varauksen, mikä saa sen alkamaan houkutella muita elektroonegatiivisia atomeja itseään kohti.

Tästä eteenpäin syntyy sidos, joka, vaikka sitä ei voida luokitella täysin kovalenttiseksi, sitoo vetyä ja sen sähköä negatiivisen atomin tähän toiseen atomiin.

Ensimmäiset todisteet näiden sidosten olemassaolosta havaittiin tutkimuksessa, jolla mitattiin kiehumispisteitä. Todettiin, että kaikki nämä eivät kasvaneet molekyylipainolla, kuten odotettiin, mutta oli tiettyjä yhdisteitä, jotka vaativat korkeamman lämpötilan kiehua kuin oli ennustettu.

Tästä eteenpäin havaittiin vety sidosten olemassaoloa elektronegatiivisissa molekyyleissä.

Linkin pituus

Tärkein vety sidoksessa mitattava ominaisuus on sen pituus (mitä pidempi se on, sitä vähemmän vahva), joka mitataan angstromissa (Å).

Tämä pituus puolestaan ​​riippuu sidoksen lujuudesta, lämpötilasta ja paineesta. Seuraava kuvaa, kuinka nämä tekijät vaikuttavat vetysidoksen lujuuteen.

Sidosvoima

Itse sidoksen lujuus riippuu paineesta, lämpötilasta, sidoskulmasta ja ympäristöstä (jolle on ominaista paikallinen dielektrisyysvakio).

Esimerkiksi lineaarisissa geometriamolekyyleissä sidos on heikompi, koska vety on kauempana yhdestä atomista kuin toisesta, mutta tiukemmissa kulmissa tämä voima kasvaa.

Lämpötila

On tutkittu, että vety sidokset ovat alttiita muodostumaan alhaisemmissa lämpötiloissa, koska tiheyden pieneneminen ja molekyylin liikkeen lisääntyminen korkeissa lämpötiloissa aiheuttaa vaikeuksia vety sidosten muodostumisessa.

Sidokset voivat katketa ​​väliaikaisesti ja / tai pysyvästi lämpötilan noustessa, mutta on tärkeää huomata, että sidokset tekevät yhdisteistä myös paremman kiehumiskestävyyden, kuten veden tapauksessa.

Paine

Mitä korkeampi paine, sitä suurempi vedysidoksen lujuus. Tämä tapahtuu, koska korkeammissa paineissa molekyylin atomit (kuten esimerkiksi jäässä) tiivistyvät enemmän ja tämä auttaa vähentämään etäisyyttä sidoksen komponenttien välillä.

Itse asiassa tämä arvo on melkein lineaarinen, kun tutkitaan jäätä käyrällä, jossa paineella havaittu sidoksen pituus arvostetaan.

Vesisillan sitoutuminen veteen

Vety-sitoutunut vesimolekyyli.

Vesimolekyyliä (H ₂ O) pidetään täydellisenä vedyn sitoutumisen tapauksena: jokainen molekyyli voi muodostaa neljä potentiaalista vety sidosta läheisten vesimolekyylien kanssa.

Jokaisessa molekyylissä on täydellinen määrä positiivisesti varautuneita vetyjä ja sitoutumattomia elektronipareja, jotka antavat kaikille mahdollisuuden osallistua vedyn sitoutumiseen.

Tämän vuoksi vesi on korkeampi kiehumispiste kuin muiden molekyylien, kuten ammoniakin (NH ₃) ja fluorivetyä (HF).

Ensimmäisen tapauksessa typpiatomissa on vain yksi vapaa elektronipari, ja tämä tarkoittaa, että ammoniakkimolekyyliryhmässä ei ole tarpeeksi vapaita pareja tyydyttämään kaikkien vetyjen tarpeita.

Sanotaan, että jokaiselle ammoniakkimolekyylille muodostuu yksi vety sidos ja että muut H-atomit "hukkaan".

Fluoridin tapauksessa on pikemminkin vetyvaje ja elektroniparit "hukkaantuvat". Jälleen vedessä on oikea määrä vety- ja elektroniparia, joten tämä järjestelmä sitoutuu täydellisesti.

Vety sitoutuminen DNA: han ja muihin molekyyleihin

Proteiineissa ja DNA: ssa voidaan havaita myös vedyn sitoutuminen: DNA: n tapauksessa kaksoisheeliksin muoto johtuu vedyn sidoksista sen emäsparien (helixin muodostavien rakennuspalikoiden) välillä, jotka sallivat nämä molekyylit toistuvat ja elävät sellaisena kuin tiedämme niiden olevan.

Proteiinien tapauksessa vedyt muodostavat sidoksia hapeiden ja amidivetyjen välille; Riippuen sijainnista, jossa se tapahtuu, muodostuu erilaisia ​​tuloksena olevia proteiinirakenteita.

Vety sidoksia on läsnä myös luonnollisissa ja synteettisissä polymeereissä ja orgaanisissa molekyyleissä, jotka sisältävät typpeä, ja muita molekyylejä, joilla on tämäntyyppinen sidos, tutkitaan edelleen kemian maailmassa.

Viitteet

1. Vetysidos. (SF). Wikipedia. Haettu osoitteesta en.wikipedia.org
2. Desiraju, GR (2005). Intian tiedeinstituutti, Bangalore. Haettu osoitteesta ipc.iisc.ernet.in
3. Mishchuk, NA, ja Goncharuk, VV (2017). Veden fysikaalisten ominaisuuksien luonteesta. Khimiya i Tekhnologiya Vody.
4. Kemia, WI (sf). Mikä on kemia. Haettu osoitteesta whatischemistry.unina.it
5. Chemguide. (SF). ChemGuide. Haettu osoitteesta chemguide.co.uk