የሃይድሮጅን ቦንድ፡ የኬሚካል ቦንድ ምሳሌዎች እና አይነቶች

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 05:15

የተለያዩ ንጥረ ነገሮች አተሞች እርስበርስ የመገናኘት አቅምን በኬሚካላዊ ሳይንስ የጥናቱን የዘመን አቆጣጠር ከተመለከቱ የ19ኛውን ክፍለ ዘመን አጋማሽ ለይተን ማወቅ እንችላለን። በዚያን ጊዜ ሳይንቲስቶች ትኩረትን የሳቡት የኦክስጂን፣ የፍሎራይን እና የናይትሮጅን ሃይድሮጂን ውህዶች በቡድን ተለይተው የሚታወቁ ሲሆን እነዚህም ያልተለመዱ ተብለው ሊጠሩ ይችላሉ።

እነዚህ በመጀመሪያ ደረጃ በጣም ከፍተኛ የማቅለጫ እና የመፍላት ነጥቦች ናቸው ለምሳሌ ለውሃ ወይም ሃይድሮጂን ፍሎራይድ ከሌሎች ተመሳሳይ ውህዶች ከፍ ያለ ነው። በአሁኑ ጊዜ እነዚህ ንጥረ ነገሮች ከፍተኛ ኤሌክትሮኔጋቲቭ ኢንዴክስ ካላቸው ንጥረ ነገሮች አተሞች ጋር ያልተለመደ ትስስር ለመፍጠር በሃይድሮጂን አተሞች ንብረት ላይ እንደሚወሰን አስቀድሞ ይታወቃል. ሃይድሮጅን ብለው ጠሩት። የቦንድ ባሕሪያት፣ የአፈጣጠሩ ልዩ ሁኔታ እና በውስጡ የያዙ ውህዶች ምሳሌዎች በጽሑፎቻችን ላይ የምናተኩርባቸው ዋና ዋና ነጥቦች ናቸው።

የግንኙነት ምክንያት

የኤሌክትሮስታቲክ መስህብ ኃይሎች ተግባር ነው።ለአብዛኛዎቹ የኬሚካላዊ ትስስር ዓይነቶች ገጽታ አካላዊ መሠረት። በተቃራኒ ቻርጅ በተሞሉ የአቶሚክ ኒዩክሊየሎች የአንድ ኤለመንትና የሌላ ኤሌክትሮኖች መስተጋብር ምክንያት የተፈጠሩት የኬሚካላዊ ትስስር ዓይነቶች ይታወቃሉ። እነዚህ ኮቫለንት ያልሆኑ የዋልታ እና የዋልታ ቦንዶች ናቸው፣የቀላል እና ውስብስብ የብረታ ብረት ያልሆኑ ንጥረ ነገሮች ውህዶች ባህሪ።

ለምሳሌ ከፍተኛ ኤሌክትሮኔጋቲቭ ባለው የፍሎራይን አቶም እና በኤሌክትሮኒውታል የሃይድሮጅን ቅንጣቢ ፣አንድ ኤሌክትሮን ደመና መጀመሪያ ላይ የኤች አቶም ንብረት የነበረው በአሉታዊ ቻርጅ (density) መካከል ለውጥ አለ።. አሁን የሃይድሮጂን አቶም ራሱ በትክክል ፕሮቶን ተብሎ ሊጠራ ይችላል። ቀጥሎ ምን ይሆናል?

ኤሌክትሮስታቲክ መስተጋብር

የሃይድሮጂን አቶም ኤሌክትሮን ደመና ከሞላ ጎደል ወደ ፍሎራይን ቅንጣት ያልፋል፣ እና ከልክ ያለፈ አሉታዊ ክፍያ ያገኛል። በራቁት መካከል ማለትም ከአሉታዊ እፍጋት በሌለበት ሃይድሮጂን አቶም - ፕሮቶን እና የጎረቤት ሃይድሮጂን ፍሎራይድ ሞለኪውል F^- ion የኤሌክትሮስታቲክ መስህብ ሃይል ይታያል። ወደ intermolecular ሃይድሮጂን ቦንዶች ገጽታ ይመራል. በመከሰቱ ምክንያት፣ በርካታ የኤችኤፍ ሞለኪውሎች የተረጋጋ ተባባሪዎችን በአንድ ጊዜ መፍጠር ይችላሉ።

የሃይድሮጂን ቦንድ ምስረታ ዋናው ሁኔታ ከፍተኛ ኤሌክትሮኔጋቲቭ ያለው የኬሚካል ንጥረ ነገር አቶም መኖር እና የሃይድሮጂን ፕሮቶን ከእሱ ጋር መስተጋብር መፍጠር ነው። የዚህ ዓይነቱ መስተጋብር በኦክስጅን እና በፍሎራይን ውህዶች (ውሃ, ሃይድሮጂን ፍሎራይድ) ውስጥ በጣም ጎልቶ ይታያል, ናይትሮጅን ከያዙ ንጥረ ነገሮች ያነሰ, እንደ አሞኒያ, እና በሰልፈር እና ክሎሪን ውህዶች ውስጥ እንኳን ያነሰ ነው.በሞለኪውሎች መካከል የተፈጠሩ የሃይድሮጂን ቦንዶች ምሳሌዎች በኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች ውስጥም ይገኛሉ።

ስለዚህ በኦክሲጅን እና በሃይድሮጂን አተሞች መካከል በተግባራዊ ሀይድሮክሲል ቡድኖች መካከል ያሉ አልኮሆሎች ውስጥ ኤሌክትሮስታቲክ የመሳብ ሃይሎችም ይነሳሉ ። ስለዚህ ፣ ቀድሞውኑ የግብረ-ሰዶማዊው ተከታታይ የመጀመሪያ ተወካዮች - ሜታኖል እና ኤቲል አልኮሆል - እንደ ሌሎች የዚህ ጥንቅር እና የሞለኪውላዊ ክብደት ንጥረ ነገሮች ፈሳሽ እንጂ ጋዞች አይደሉም።

የግንኙነት ሃይል ባህሪ

የ covalent (40-100 kcal/mol) እና የሃይድሮጂን ቦንዶችን የኢነርጂ መጠን እናወዳድር። ከዚህ በታች ያሉት ምሳሌዎች የሚከተለውን መግለጫ ያረጋግጣሉ-የሃይድሮጂን ዓይነት በፍሎራይን ውህዶች ውስጥ ከ 2 kcal / mol (በአሞኒያ ዲመርስ መካከል) እስከ 10 kcal / ሞል ሃይል ብቻ ይይዛል። ነገር ግን የአንዳንድ ንጥረ ነገሮች ቅንጣቶች ወደ ተባባሪዎች መያያዝ እንዲችሉ በቂ ሆኖ ተገኝቷል-ዲመርስ ፣ ቴትራ - እና ፖሊመሮች - ብዙ ሞለኪውሎችን ያካተቱ ቡድኖች።

እነሱ በግቢው ፈሳሽ ክፍል ውስጥ ብቻ ሳይሆን ወደ ጋዝ ሁኔታ በሚተላለፉበት ጊዜ ሳይበታተኑ ሊጠበቁ ይችላሉ. ስለዚህ፣ ሞለኪውሎችን በቡድን የሚይዘው ሃይድሮጂን ቦንዶች ያልተለመደ ከፍተኛ የአሞኒያ፣ የውሃ ወይም የሃይድሮጂን ፍሎራይድ የመፍላት እና የማቅለጫ ነጥቦችን ያስከትላሉ።

የውሃ ሞለኪውሎች እንዴት እንደሚገናኙ

ሁለቱም ኦርጋኒክ እና ኦርጋኒክ ንጥረነገሮች የተለያዩ የኬሚካል ቦንድ ዓይነቶች አሏቸው። የዋልታ ቅንጣቶችን እርስ በርስ በማገናኘት ሂደት ውስጥ የሚፈጠረው ኬሚካላዊ ትስስር እና ኢንተርሞሊኩላር ሃይድሮጂን ተብሎ የሚጠራው ፊዚኮኬሚካላዊውን በከፍተኛ ሁኔታ ሊለውጠው ይችላል.የግንኙነት ባህሪያት. የውሃውን ባህሪያት ግምት ውስጥ በማስገባት ይህንን መግለጫ እናረጋግጥ. ሞለኪውሎች H₂O የዲፕሎሌስ መልክ አላቸው - ምሰሶቻቸው ተቃራኒ ክፍያዎችን የሚሸከሙ ቅንጣቶች።

አጎራባች ሞለኪውሎች በአዎንታዊ ኃይል በተሞሉ ሃይድሮጂን ፕሮቶኖች እና በኦክሲጅን አቶም አሉታዊ ክፍያዎች ይሳባሉ። በዚህ ሂደት ምክንያት ሞለኪውላዊ ውስብስቶች ተፈጥረዋል - ተባባሪዎች ፣ ይህም ያልተለመደ ከፍተኛ የመፍላት እና የማቅለጫ ነጥቦችን ፣ ከፍተኛ የሙቀት መጠንን እና የግቢውን የሙቀት መቆጣጠሪያ ያስከትላል።

የውሃ ልዩ ባህሪያት

የሃይድሮጂን ቦንዶች በH₂O ቅንጣቶች መካከል መኖሩ ለብዙዎቹ ጠቃሚ ባህሪያቱ ተጠያቂ ነው። ውሃ በጣም አስፈላጊ የሆነውን የሜታቦሊክ ምላሾችን ይሰጣል - በሴል ውስጥ የሚከሰቱ የካርቦሃይድሬትስ ፣ ፕሮቲኖች እና ቅባቶች ሃይድሮሊሲስ - እና ፈሳሽ ነው። የሳይቶፕላዝም ወይም ኢንተርሴሉላር ፈሳሽ አካል የሆነው እንዲህ ዓይነቱ ውሃ ነፃ ይባላል. በሞለኪውሎች መካከል ስላለው የሃይድሮጂን ትስስር ምስጋና ይግባውና በፕሮቲኖች እና በ glycoproteins ዙሪያ የሃይድሪሽን ዛጎሎችን ይፈጥራል ፣ ይህም በፖሊመር ማክሮ ሞለኪውሎች መካከል መጣበቅን ይከላከላል።

በዚህ ሁኔታ ውሃው የተዋቀረ ይባላል። በ H₂ኦ ቅንጣቶች መካከል ስለሚፈጠረው የሃይድሮጂን ትስስር የሰጠናቸው ምሳሌዎች የኦርጋኒክ ቁስ አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያትን - ፕሮቲኖችን እና ፖሊሳክራራይዶችን በመፍጠር ረገድ የመሪነት ሚናውን ያረጋግጣሉ ። በሕያዋን ፍጥረታት ውስጥ በሚከሰቱ የመዋሃድ እና የመገለል ሂደቶች ውስጥ። ስርዓቶች፣ እንዲሁም የሙቀት ሚዛናቸውን በማረጋገጥ።

Intramolecular hydrogen bond

ሳሊሲሊክ አሲድ ፀረ-ብግነት ፣ቁስል ፈውስ እና ፀረ-ተሕዋስያን ተፅእኖ ካላቸው ታዋቂ እና ለረጅም ጊዜ ጥቅም ላይ ከሚውሉ መድኃኒቶች ውስጥ አንዱ ነው። አሲዱ ራሱ፣ የ phenol ብሮሞ ተዋጽኦዎች፣ ኦርጋኒክ ውስብስብ ውህዶች የውስጣዊ ሃይድሮጂን ትስስር መፍጠር ይችላሉ። ከዚህ በታች ያሉት ምሳሌዎች የምስረታውን ዘዴ ያሳያሉ. ስለዚህ በሳሊሲሊክ አሲድ ሞለኪውል የቦታ አቀማመጥ የካርቦን ቡድን ኦክሲጅን አቶም እና የሃይድሮክሳይል ራዲካል ሃይድሮጂን ፕሮቶን መቅረብ ይቻላል.

በከፍተኛ የኦክስጂን አቶም ኤሌክትሮኔጋቲቭነት ምክንያት የሃይድሮጅን ቅንጣት ኤሌክትሮን ከሞላ ጎደል በኦክሲጅን ኒውክሊየስ ተጽእኖ ስር ይወድቃል። የሃይድሮጂን ቦንድ በሳሊሲሊክ አሲድ ሞለኪውል ውስጥ ይከሰታል፣ ይህም በውስጡ የሃይድሮጂን ionዎች ክምችት በመጨመር የመፍትሄውን አሲድነት ይጨምራል።

በማጠቃለል፣ የዚህ አይነት በአተሞች መካከል ያለው መስተጋብር የሚገለጠው የበጎ አድራጎት ቡድን (ኤሌክትሮን የሚለግሰው ቅንጣት) እና ተቀባይ አቶም የተቀበለው የአንድ ሞለኪውል አካል ከሆኑ ነው።