Hva er en hydrogenbinding?
En hydrogenbinding er en relativt svak binding som hydrogenatomer lager med de elektronegative atomer nitrogen, oksygen eller fluor. Hydrogenbindinger er svakere enn ioniske, kovalente og metalliske bindinger, men er fortsatt milde sterke i seg selv, med en energi som vanligvis er mellom 5 og 30 kJ / mol. I kontrast har svake kovalente bindinger en energi på omtrent 155 kJ / mol. Hydrogenbinding kan enten være en intermolekylær (mellom molekyler) eller intramolekylær (mellom forskjellige deler av et molekyl). Denne typen binding kan forekomme i både organiske molekyler, som DNA, og uorganiske molekyler, for eksempel vann. Hydrogenbinding er delvis ansvarlig for den komplekse sekundære og tertiære strukturen til proteiner.
Det mest allestedsnærværende og enkleste eksemplet på hydrogenbinding er i vann, der hvert vannmolekyl er bundet til fire tilstøtende vannmolekyler gjennom hydrogenbinding. Oksygenatomet i hvert vannmolekyl har to ensomme elektroner å tilby, som er raskt bundet til av hydrogenatomer i andre vannmolekyler. Videre binder de to hydrogenatomene som er knyttet til hver oksygen til oksygenmolekylene i tilstøtende vannmolekyler. Denne intermolekylære bindingen er ansvarlig for det relativt høye kokepunktet for vann. Vann har et ekstremt høyt kokepunkt i forhold til materialer som består av molekyler av lignende størrelse. Hvis disse bindingene ikke eksisterte, ville vann koke ved en temperatur som tilsvarer karbondioksid (som koker ved -78 ° C eller -108.4 ° F) og levetid som vi vet ville det være umulig.
En hydrogenbinding består av en hydrogenbinding-akseptor, målatom og en hydrogenbinding-donor, selve hydrogenatomet. Noen ganger, i molekyler som kloroform (CHCI 3 ), kan karbon bli involvert i hydrogenbinding, spesielt når de er omringet av elektronegative atomer som klor. En hydrogenbinding er uvanlig og kalles ofte en elektrostatisk dipol-dipol-interaksjon (en svak intermolekylær interaksjon), og klumper den inn med mer forbigående bindinger forårsaket av øyeblikkelige kvantefluktuasjoner i elektrisk ladning, men den har også mange egenskaper for de mye sterkere kovalente bindinger, hvor elektronskyer faktisk overlapper hverandre direkte. Disse kjennetegnene inkluderer retning, styrke, produksjonsinteratomiske avstander som er kortere enn de som er typiske for kortvarige van der Waals-interaksjoner, og et begrenset antall interaksjonspartnere, som er diagnostisk for sterkere bindinger.
Lengden på hydrogenbindinger varierer avhengig av bindingsstyrke, temperatur og trykk. Bindingsstyrken er også avhengig av en rekke faktorer, inkludert temperatur, bindingsvinkel, trykk og miljø. I vann er den typiske lengden på en hydrogenbinding 1,97 Å (197 pm).