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 fortsatt mildt sagt sterke i seg selv, med en energi typisk mellom 5 til 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) binding. Denne typen bindinger kan forekomme i begge organiske molekyler, for eksempel DNA og uorganiske molekyler, for eksempel vann. Hydrogenbinding er delvis ansvarlig for den komplekse sekundære og tertiære strukturen av 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 omgående er bundet med med hydroGenatomer i andre vannmolekyler. Videre er de to hydrogenatomene festet til hver oksygenbinding 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 ligner på karbondioksid (som koker ved -78 ° C eller -108,4 ° F) og livet som vi vet at det ville være umulig.

En hydrogenbinding består av en hydrogenbindingsakseptor, målatom og en hydrogenbindingsdonor, selve hydrogenatomet. Noen ganger, i molekyler som kloroform (CHCl _{3 ), kan karbon bli involvert i hydrogenbinding, spesielt når det er omgitt av elektronegative atomer som klor. En hydrogenbinding er uvanlig og kalles ofte en elektrostatisk dipol-dipol interaction (en svak intermolekylær interaksjon), som klumper den inn med mer forbigående bindinger forårsaket av øyeblikkelige kvantesvingninger i elektrisk ladning, men den har også mange kjennetegn på de mye sterkere kovalente bindinger, der elektronskyer faktisk overlapper direkte. Disse egenskapene inkluderer retning, styrke, interatomiske avstander som er kortere enn de som er typiske i forbigående 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).