hidrogénkötés
Hidrogénkötések (H-kötés) # 150; bizonyos típusú kölcsönhatás a reaktív csoportok, ahol az egyik csoport tartalmaz hidrogénatom, hajlamos az ilyen kölcsönhatás. hidrogénkötés # 150; globális jelenség, amely minden kémia. Ellentétben a hagyományos kémiai kötések H kötés nem jelenik eredményeként szándékos szintézis és fordul elő megfelelő körülmények között, és manifesztálódik formájában intermolekuláris vagy intramolekuláris kölcsönhatásokat.
Különösen hidrogénkötés. A megkülönböztető jellemzője hidrogénkötések # 150; viszonylag alacsony szilárdságú, energiája 5 # 150; 10-szer alacsonyabb, mint az energia egy kémiai kötés. Az energiatakarékosság, hogy elfoglalja közötti közbenső pozícióban a kémiai kötések és a Van der Waals kölcsönhatások, azok, amelyek a molekulák a szilárd vagy folyékony fázisban.
A képződő H-kötések játszanak döntő szerepet elektronegativitása az atomok részt vesz a # 150; képesek-e késleltetni a kémiai kötő elektronok egy atom # 150; A partnerek ebben a tekintetben. Ennek eredményeként, egy atom, magas elektronegativitási felmerül részlegesen negatív töltéssel d-. és az atom-partner # 150; pozitív d +, a kémiai kötés a polarizált: D- # 150; H d +.
Alakult parciális pozitív töltéssel rendelkezik a hidrogénatom lehetővé teszi, hogy vonzzák a másik molekulához, továbbá tartalmaz egy elektronegatív elemet, így a százalékos arányt a képződő H-kötések által elektrosztatikus kölcsönhatások.
A képződő H-kötések magában foglalja a három atom, két elektronegatív (A és B) és közöttük elhelyezkedő hidrogénatom H, egy ilyen csatlakoztató szerkezet lehet az alábbi képlettel ábrázolható: B d + · H # 150; D- (hidrogénkötés általában jelöli egy szaggatott vonal). És atom kémiai kötésben H nevezzük a proton-donor (lat. Donare # 150; adni, áldozat), és a B # 150; A akceptor (lat. elfogadó # 150; ellenőr). Leggyakrabban, az igazi „adományt” nem, és a H kémiailag rokon az A.
atomok # 150; A donor ellátó N hidrogénkötések, nem sok, szinte minden három: N. O és F. Ugyanakkor egy sor akceptor atomok B nagyon széles.
A fogalma a „hidrogén-kötés” és R.Rodebush V.Latimer bevezetett 1920-ban, hogy megmagyarázza a magas forráspontú víz, alkoholok, folyékony HF és bizonyos más vegyületek. Összehasonlítva a forráspont rokon vegyületek H 2 O. H 2 S. H 2 Se. és H 2 Te. felhívták a figyelmet arra a tényre, hogy az első félévben a sorozat # 150; víz # 150; forr sokkal magasabb, mint kellene, honnan ez a minta, ami úgy alakul ki a többi feltétel a sorozat. Ebből mintát következett, hogy a vizet kell forralni 200 ° C-kal alacsonyabb, mint a valódi érték megfigyelhető.
Pontosan ugyanilyen mértékű eltérés volt megfigyelhető ammóniát a sorozatban rokon vegyületek: N H 3 H 3 H 3 o Ahogy. H 3 Sb. Az igaz, forráspont (# 150; 33 ° C-on) és 80 ° C-kal a várható érték.
A reflux folyadék megsemmisítése csak Van der Waals kölcsönhatások, azok, amelyek a molekulák a folyékony fázisban. Ha váratlanul magas forráspontú, ezért még további molekulákat köti bizonyos erők. Ebben az esetben, ez a hidrogén-kötések.
Hasonlóképp, a fokozott alkohol forrási hőmérsékleten (összehasonlítva olyan vegyületekkel, amelyek nem tartalmaznak OH-csoport) # 150; képződésének eredményeként a hidrogén kötések.
Jelenleg megbízható módon felismerni a H-kötést hozama spektroszkópiai módszerek (gyakran infravörös spektroszkópiával). A spektrális jellemzőit csoportok AN összekötött hidrogénkötések, jelentősen eltérnek azoktól az esetektől, ahol nincs ilyen kapcsolat. Ezen túlmenően, ha a szerkezeti vizsgálatok kimutatták, hogy a távolság atomok közötti B # 150; H kisebb, mint az összege a Van der Waals-sugarak, úgy tekinthető, hogy a jelenléte H-kötés beállítva.
Amellett, hogy a magasabb forráspontú hőmérsékleten hidrogénkötések megmutatkoznak a kristályszerkezetben képző anyag, növelve az olvadáspontját. A kristályszerkezetét H-kötés jég alkotnak egy ömlesztett rács, a vízmolekulák vannak elrendezve, hogy egy molekula hidrogénatom arra irányulnak, hogy az oxigén atomok a szomszédos molekulák:
Bórsav B (OH) 3 van egy réteges kristályszerkezetű, minden molekula kapcsolódik a hidrogénkötések három más molekulákkal. Csomagolás molekulák a rétegben képez parketta minta hatszögek gyűjtött:
A legtöbb szerves anyagok, amelyek nem oldódik vízben, amikor a szabályt megsértették, akkor, valószínűleg eredményeként a beavatkozást a hidrogénkötések.
Az oxigén és a nitrogén # 150; alap protondonorok, azt feltételezik, a funkcióját atom a korábban tárgyalt triád B ··· H d + # 150; A d-. Ezek leggyakrabban jár, mint akceptor (atom B). Ennek köszönhetően, bizonyos szerves vegyületek, amelyek O és N atomokat, mint a B, lehet vízben oldjuk (A szerepet atom vesz a víz oxigén). A hidrogénkötések között a szerves anyag és a víz segítségével „húzza szét” a molekula szerves anyag, átalakítása egy vizes oldat.
Az ökölszabály: ha a szerves anyag nem tartalmaz több, mint három szénatomot tartalmaz oxigénatom, akkor könnyen oldódik vízben:
Benzol nagyon gyengén oldódik vízben, de ha kicseréljük egy CH-csoport, így a N. piridin C 5H 5 N., amely vízzel elegyedő bármilyen arányú.
Hidrogénkötések megnyilvánulhat a nem-vizes oldatok, akkor keletkezik, amikor a hidrogén parciális pozitív töltés, és annak közelében helyezkedik molekula, amely a „jó” akceptor, általában oxigén. Például, kloroform HCCl 3 feloldja a zsírsav és az acetilén HC CH Je oldódik acetonban:
Ez a tény volt, egy fontos technikai alkalmazás, nyomás alatt álló acetilént, nagyon érzékeny egy enyhe agyrázkódást, és könnyen felrobbanhat, és a megoldás acetonban nyomás alatt biztonságosan kezelhető.
Fontos szerepe van hidrogénkötések a polimerek és biopolimerek. A cellulóz # 150; A fő összetevője a fa # 150; hidroxilcsoportok találhatók oldalcsoportokként a polimer lánc összeállítva gyűrűs csoportokat. Annak ellenére, hogy viszonylag gyenge energiát minden egyes H-kötés, a kölcsönhatás az egész polimer molekula vezet intermolekuláris kölcsönhatás olyan erős, hogy az oldódás a cellulóz csak akkor lehetséges, használatával egzotikus erősen poláris oldószerek # 150; Schweitzer-reagenssel (ammónia komplexe réz-hidroxid).
A poliamidok (nylon, nylon) N - kommunikáció jöhet létre a karbonil- és aminocsoportok> C = O H ··· # 150; N C = O ··· H # 150; N
Minden információ a konkrét élő test formájában váltakozó gyűrűs csoportokat tartalmazó karbonil- és amino-csoportok rögzítik a DNS-molekula. Négyféle töredékek: adenin, timin, citozin és guanin. Ezek vannak elrendezve egy oldalirányú felfüggesztés mentén polimer DNS-molekula. Az, hogy ezek a töredékek határozza meg egyéniségét minden élőlényre. Amikor a pár kölcsönhatását karbonil-C = O, és az amin NH. és NH amin-nitrogénatomot és nem tartalmaz hidrogént, amelynek H-kötés, hogy tartsa a két DNS-molekulák formájában egy jól ismert kettős spirál:
A képződő H-kötések (Proton akceptorként) ferde komplexek egyes átmeneti fémek; a legtöbb vannak elrendezve, hogy vegyenek részt egy H-kötés fémkomplexek VI # 150; VIII csoportok. Ahhoz, hogy egy ilyen kapcsolat alakult ki számos esetben része kell legyen egy erős proton donor, például TFA. Az első lépésben (lásd. Az alábbi ábrát) fordul elő H-kötés a fématommal iridium (I komplex), amely szerepet tölt egy akceptor B.
Továbbá, amikor a hőmérséklet (szobahőmérsékletről # 150, 50 ° C) proton mozog, hogy a fém jelenik meg a normál kommunikáció és M # 150; H. Minden transzformációk reverzibilis, attól függően, hogy a hőmérséklet a proton mozoghat akár a fém, vagy annak a donor # 150; savas anion.
A második lépésben fém (komplex II) elfogad egy proton, és vele együtt egy pozitív töltés, és válik kation. Alakult szokásos ionos vegyület (például nátrium-klorid). Azonban, majd a fém, egy proton megtartja állandó vágy különböző akceptorok, ebben az esetben, ha az aniont sav. Az eredmény egy H-Link (jelölt csillagokkal), további szigorítása ionpár:
Hidrogénatom lehet vonni a szerepe az atom B, azaz egy proton-akceptor abban az esetben, amikor ez középpontjában egy negatív töltésű, akkor valósul meg a fém-hidridek: M d + # 150; H d-. vegyületek, amely egy fém kötést # 150; hidrogénatom. Ha egy fém-hidrid reagáltatjuk a proton-donor, hogy az átlagos erő (például fluorozott terc-butanol), van egy szokatlan dihidrogén-híd, ahol a hidrogén-maga gondoskodik H - kapcsolat: M d + # 150; d- ··· H d + H # 150; A d-.
Az ábrázolt kúpos összetett vonal egy egyszínű vagy ferde vonalkázás jelöli kémiai kötések, csúcsai felé az oktaéder.