מהו קשר מימן? סוגי, השפעה

מהו קשר מימן? דוגמה ידועה של חיבור זה היא מים רגילים (H2O). בשל העובדה כי אטום חמצן (O) הוא אלקטרו יותר משני אטום מימן (H), והוא מושך את כמו של אטומי מימן מליטה אלקטרונים. ההקמה כגון קשר קוולנטי קוטבי נוצרה דיפול. אטום חמצן רוכש לא מטען שלילי גדול מאוד אטום מימן - תשלום קטן חיובי, אשר נמשך האלקטרונים (הצמד הבודד מהם) על מולקולות H2O הסמוך האטומים חמצן (למשל, מים). לפיכך, ניתן לומר כי הקשר מימן - דרך של כוח המשיכה שבין אטום מימן אטום אלקטרו. תכונה חשובה של אטום המימן הוא שלה מחייב עם האטרקציה של האלקטרונים הוא הופכת להיות ליבה חשופה (למשל, פרוטונים, אלקטרונים לא אחרים מוגנים). למרות קשר המימן חלש יותר קוולנטי, כי זה גורם שורה ארוכה של תכונות חריגות של H2O (מים).

לעתים קרובות הקשר הזה נוצר עם השתתפות של אטומיםהאלמנטים הבאים: חמצן (O), חנקן (N) ופלואורין (F). זאת בשל העובדה כי אטומים של אלמנטים אלה יש ממדים קטנים מאופיינים electronegativity גבוהה. עם אטומים גדולים יותר (גופרית S או כלור Cl), הקשר המימן שנוצר חלש יותר, למרות העובדה כי מבחינת electronegativity שלהם אלמנטים אלה דומים N (כלומר, חנקן).

ישנם שני סוגים של קשר מימן:

1. מימן intermolecular מליטה - מופיע בין שתי מולקולות, למשל: מתנול, אמוניה, מימן פלואוריד.
2. קשר מימן - מופיע בתוך מולקולה אחת, למשל: 2-nitrophenol.

כמו כן, כיום, קיימת דעה כי הקשר מימן כימי חלש וחזק. הם שונים זה מזה באנרגיה ובאורך הקשר (המרחק בין האטומים):

1. קשרים מימן חלשים. האנרגיה היא 10-30 kJ / mol, אורך האג"ח הוא 30. כל החומרים המפורטים לעיל הם דוגמאות של קשר מימן רגיל או חלש.
2. קשרים מימן חזקים. אנרגיה - 400 kJ / mol, אורך - 23-24. נתונים שהתקבלו על ידי ניסויים, עולה כי קשריה ההדוקים נוצרים יונים הבאים: יון-vodoroddiftorid [FHF] -, הידרוקסידי hydrated-יון [HO-H-OH] -, יון oxonium התייבשות [H2O-H-OH2] + כמו גם תרכובות אורגניות ואי-אורגניות שונות אחרות.

השפעת מימן intermolecular קשרים

נקודות רתיחה חריגותהתכה, אנתלפיה של אידוי ומתח פני השטח של כמה תרכובות ניתן להסביר על ידי נוכחות של קשרי מימן. מים יש ערכים חריגים עבור כל המאפיינים האלה, ופלואוריד מימן ואמוניה יש רותחים נקודות ההיתוך. מים ומימן פלואוריד במצב מוצק נוזלי נחשבים polymerized בשל נוכחותם של מימן intermolecular קשרים בהם. מערכת יחסים זו מסבירה לא רק את נקודת ההיתוך הגבוהה מדי של חומרים אלה, אלא גם את צפיפותם הנמוכה. ובמהלך ההיתוך הקשר מימן נהרסה חלקית, שבגללה מולקולות המים (H2O) ארוזים יותר בצפיפות.

דימריזציה של חומרים מסוימים (carboxylicחומצות, למשל, בנזואיק ואצטטי) ניתן להסביר גם על ידי נוכחות של קשר מימן בהם. הדימר הוא שתי מולקולות המקושרות זו לזו. מסיבה זו, נקודת הרתיחה של חומצות קרבוקסיליות גבוהה מזו של תרכובות שיש בערך באותו משקל מולקולרי. לדוגמה, בחומצה אצטית (CH3COOH) נקודת הרתיחה היא 391 K, בעוד באצטון (CH3COCH3) הוא 329 ק.

השפעת מימן intramolecular קשרים

קשר זה משפיע גם על המבנה והתכונותתרכובות שונות, כגון: 2-4 ו - nitrophenol. אבל הדוגמה המפורסמת והחשובה ביותר של קשר מימן היא חומצה deoxyribonucleic (מקוצר: DNA). מולקולות של חומצה זו מקופלות בצורה של סליל כפול, שתי גדילים מהם מחוברים יחד על ידי קשר מימן.