Co to jest wiązanie wodorowe?

wiązanie wodorowe jest stosunkowo słabym wiązaniem, które atomy wodoru wytwarzają z atomami elektroungatywnymi azotem, tlenem lub fluorem. Wiązania wodorowe są słabsze niż wiązania jonowe, kowalencyjne i metaliczne, ale nadal nieco silne, z energią zwykle od 5 do 30 kJ/kret. Natomiast słabe wiązania kowalencyjne mają energię około 155 kJ/mol. Wiązanie wodorowe może być albo międzycząsteczkowym (między cząsteczkami) lub wewnątrzcząsteczkowymi (między różnymi częściami wiązania cząsteczki). Ten rodzaj wiązania może wystąpić w obu organicznych cząsteczkach, takich jak DNA i cząsteczkach nieorganicznych, takich jak woda. Wiązanie wodorowe jest częściowo odpowiedzialne za złożoną wtórną i trzeciorzędową strukturę białek.

Najbardziej wszechobecnym i najprostszym przykładem wiązania wodorowego jest w wodzie, gdzie każda cząsteczka wody jest związana z czterema sąsiadującymi cząsteczkami wody poprzez wiązanie wodorowe. Atom tlenu w każdej cząsteczce wody ma dwa samotne elektrony do zaoferowania, które są niezwłocznie związane przez HydroAtomy genów w innych cząsteczkach wody. Ponadto dwa atomy wodoru przyłączone do każdego wiązania tlenu z cząsteczkami tlenu w sąsiednich cząsteczkach wody. To wiązanie międzycząsteczkowe jest odpowiedzialne za stosunkowo wysoką temperaturę wrzenia wody. Woda ma wyjątkowo wysoką temperaturę wrzenia w stosunku do materiałów składających się z cząsteczek o podobnej wielkości. Gdyby te wiązania nie istniały, woda gotuje się w temperaturze podobnej do dwutlenku węgla (który gotuje się w -78 ° C lub -108,4 ° F) i żywotność, jak wiemy, byłoby to niemożliwe.

wiązanie wodorowe składa się z akceptora wiązania wodorowego, docelowego atomu i dawcy wiązania wodorowego, samego atomu wodoru. Czasami w cząsteczkach, takich jak chloroform (CHCl 3 ), węgiel może zaangażować się w wiązanie wodorowe, szczególnie w otoczeniu atomów elektroungatywnych, takich jak chlor. Wiązanie wodorowe jest niezwykłe i często nazywane elektrostatycznym-dipolowym-dipolem iNteraction (słaba interakcja międzycząsteczkowa), wrzucając ją z bardziej przejściowymi wiązaniami spowodowanymi chwilowymi fluktuacjami kwantowymi ładunku elektrycznego, ale ma również wiele charakterystyk znacznie silniejszych wiązań kowalencyjnych, w których chmury elektronów faktycznie nakładają się bezpośrednio. These characteristics include directionality, strength, the production interatomic distances shorter than those typical in transient van der Waals interactions, and a limited number of interaction partners, which is diagnostic of stronger bonds.

Długość wiązań wodorowych różni się w zależności od siły wiązania, temperatury i ciśnienia. Siła wiązania zależy również od szeregu czynników, w tym temperatury, kąta wiązania, ciśnienia i środowiska. W wodzie typowa długość wiązania wodorowego wynosi 1,97 Å (197 pm).