Vad är en vätebindning?
En vätebindning är en relativt svag bindning som väteatomer gör med de elektronegativa atomerna kväve, syre eller fluor. Vätebindningar är svagare än joniska, kovalenta och metalliska bindningar, men fortfarande mildt starka i sin egen rätt, med en energi som vanligtvis ligger mellan 5 till 30 kJ / mol. Däremot har svaga kovalenta bindningar en energi på cirka 155 kJ / mol. Vätebindning kan antingen vara en intermolekylär (mellan molekyler) eller intramolekylär (mellan olika delar av en molekyl). Denna typ av bindning kan förekomma i både organiska molekyler, såsom DNA, och oorganiska molekyler, såsom vatten. Vätebindning är delvis ansvarig för den komplexa sekundära och tertiära strukturen hos proteiner.
Det mest allestädes närvarande och enklaste exemplet på vätebindning är i vatten, där varje vattenmolekyl är bunden till fyra intilliggande vattenmolekyler genom vätebindning. Syreatom i varje vattenmolekyl har två ensamma elektroner att erbjuda, som snabbt binds till med väteatomer i andra vattenmolekyler. Vidare binder de två väteatomerna som är fästa vid varje syrgas till syre-molekylerna i närliggande vattenmolekyler. Denna intermolekylära bindning är ansvarig för den relativt höga kokpunkten för vatten. Vatten har en extremt hög kokpunkt i förhållande till material som består av molekyler av liknande storlek. Om dessa bindningar inte fanns, skulle vatten koka vid en temperatur som liknar koldioxid (som kokar vid -78 ° C eller -108,4 ° F) och livslängd som vi vet skulle det vara omöjligt.
En vätebindning består av en vätebindningsacceptor, målatomen och en vätebindningsgivare, väteatomen själv. Ibland kan kol i molekyler som kloroform (CHCl 3 ) engagera sig i vätebindning, särskilt när de omges av elektronegativa atomer som klor. En vätebindning är ovanlig och kallas ofta en elektrostatisk dipol-dipolinteraktion (en svag intermolekylär interaktion), och klumpar in den med mer övergående bindningar orsakade av momentana kvantfluktuationer i elektrisk laddning, men den har också många egenskaper hos de mycket starkare kovalenta bindningarna, där elektronmoln faktiskt överlappar direkt. Dessa egenskaper inkluderar riktning, styrka, produktionsinteratomiska avstånd som är kortare än de som är typiska för kortvariga van der Waals-interaktioner, och ett begränsat antal interaktionspartners, vilket är diagnostiskt för starkare bindningar.
Längden på vätebindningar varierar beroende på bindningsstyrka, temperatur och tryck. Bindningsstyrkan är också beroende av ett antal faktorer, inklusive temperatur, bindningsvinkel, tryck och miljö. I vatten är den typiska längden på en vätebindning 1,97 Å (197 pm).