LIÊN KẾT CẦU HYDRO: CÁC TÍNH NĂNG CHÍNH - HÓA HỌC - 2026

Các trái phiếu liên kết hydro là một điểm thu hút tĩnh điện giữa hai nhóm cực xảy ra khi một nguyên tử hydro (H) liên kết với một điểm thu hút nguyên tử có độ âm điện tác dụng lên lĩnh vực điện electronegatively tính nguyên tử khác gần đó.

Trong vật lý và hóa học, có những lực tạo ra tương tác giữa hai hoặc nhiều phân tử, bao gồm cả lực hút hoặc lực đẩy, có thể tác động giữa những hạt này và các hạt lân cận khác (như nguyên tử và ion). Các lực này được gọi là lực liên phân tử.

Hai phân tử tự lắp ráp thành một phức hợp dimer thông qua bốn liên kết hydro.

Lực liên cực có bản chất yếu hơn lực liên kết các phần của phân tử từ trong ra ngoài (lực nội phân tử).

Trong số các lực hấp dẫn giữa các phân tử có bốn loại: lực ion-lưỡng cực, lực lưỡng cực-lưỡng cực, lực van der Waals, và liên kết hydro.

Đặc điểm của liên kết hydro

Liên kết hydro là giữa nguyên tử "cho" (nguyên tử mang điện âm có hydro) và "thụ" (nguyên tử âm không có hydro).

Nó thường tạo ra năng lượng từ 1 đến 40 Kcal / mol, làm cho lực hút này mạnh hơn đáng kể so với năng lượng xảy ra trong tương tác van der Waals, nhưng yếu hơn so với liên kết cộng hóa trị và liên kết ion.

Nó thường xảy ra giữa các phân tử với các nguyên tử như nitơ (N), oxy (O) hoặc flo (F), mặc dù nó cũng được quan sát thấy với các nguyên tử cacbon (C) khi chúng được liên kết với các nguyên tử có độ âm điện cao, như trong trường hợp của cloroform ( CHCl ₃ ).

Tại sao công đoàn xảy ra?

Liên kết này xảy ra bởi vì, bằng cách liên kết với một nguyên tử có độ âm điện cao, hydro (một nguyên tử nhỏ có điện tích trung tính thường) nhận được một phần điện tích dương, khiến nó bắt đầu hút các nguyên tử âm điện khác về phía mình.

Từ đây nảy sinh một liên kết mà, mặc dù nó không thể được coi là cộng hóa trị hoàn toàn, nhưng liên kết hydro và nguyên tử âm điện của nó với nguyên tử khác.

Bằng chứng đầu tiên về sự tồn tại của những liên kết này đã được quan sát bởi một nghiên cứu đo điểm sôi. Cần lưu ý rằng không phải tất cả các chất này đều tăng theo trọng lượng phân tử, như dự đoán, nhưng có một số hợp chất cần nhiệt độ sôi cao hơn dự đoán.

Từ đây, người ta bắt đầu quan sát thấy sự tồn tại của các liên kết hydro trong các phân tử có độ âm điện.

Độ dài liên kết

Đặc tính quan trọng nhất để đo liên kết hydro là độ dài của nó (càng dài thì càng kém bền), được đo bằng angstrom (Å).

Đổi lại, độ dài này phụ thuộc vào độ bền liên kết, nhiệt độ và áp suất. Phần sau mô tả những yếu tố này ảnh hưởng như thế nào đến độ bền của liên kết hydro.

Sức mạnh trái phiếu

Độ bền của liên kết tự nó phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ, góc liên kết và môi trường (được đặc trưng bởi hằng số điện môi cục bộ).

Ví dụ, đối với các phân tử hình học tuyến tính, liên kết yếu hơn vì hydro ở xa nguyên tử này hơn so với nguyên tử khác, nhưng ở các góc hẹp hơn lực này phát triển.

Nhiệt độ

Người ta đã nghiên cứu rằng các liên kết hydro dễ hình thành ở nhiệt độ thấp hơn, vì sự giảm mật độ và tăng chuyển động của phân tử ở nhiệt độ cao hơn gây ra khó khăn trong việc hình thành liên kết hydro.

Các liên kết có thể bị phá vỡ tạm thời và / hoặc vĩnh viễn khi nhiệt độ tăng, nhưng điều quan trọng cần lưu ý là các liên kết cũng làm cho các hợp chất có khả năng chống sôi cao hơn, như trường hợp của nước.

Sức ép

Áp suất càng cao, độ bền của liên kết hydro càng lớn. Điều này xảy ra bởi vì ở áp suất cao hơn, các nguyên tử của phân tử (chẳng hạn như trong nước đá) sẽ nén chặt hơn và điều này sẽ giúp giảm khoảng cách giữa các thành phần của liên kết.

Trên thực tế, giá trị này gần như tuyến tính khi nghiên cứu băng trên biểu đồ mà độ dài liên kết được tìm thấy với áp suất được đánh giá cao.

Liên kết cầu hydro trong nước

Liên kết hydro phân tử nước.

Phân tử nước (H ₂ O) được coi là một trường hợp hoàn hảo của liên kết hydro: mỗi phân tử có thể hình thành bốn liên kết hydro tiềm năng với các phân tử nước gần đó.

Có một lượng hoàn hảo các hydro nguyên tích điện dương và các cặp electron không liên kết trong mỗi phân tử, cho phép tất cả chúng tham gia vào liên kết hydro.

Đây là lý do tại sao nước có nhiệt độ sôi cao hơn các phân tử khác, chẳng hạn như amoniac (NH ₃ ) và hydro florua (HF).

Trong trường hợp đầu tiên, nguyên tử nitơ chỉ có một cặp electron tự do, và điều này có nghĩa là trong một nhóm phân tử amoniac không có đủ số cặp tự do để đáp ứng nhu cầu của tất cả các hydro.

Người ta nói rằng đối với mỗi phân tử amoniac một liên kết hydro đơn được hình thành và các nguyên tử H khác bị "lãng phí".

Trong trường hợp của florua, có sự thâm hụt hyđro khá lớn và các cặp electron bị "lãng phí". Một lần nữa, có đúng số lượng cặp hydro và electron trong nước, do đó hệ thống này liên kết hoàn hảo.

Liên kết hydro trong DNA và các phân tử khác

Trong protein và DNA, liên kết hydro cũng có thể được quan sát thấy: trong trường hợp DNA, hình dạng xoắn kép là do các liên kết hydro giữa các cặp cơ sở của nó (các khối xây dựng tạo nên chuỗi xoắn), cho phép những phân tử này được tái tạo và sự sống như chúng ta biết là nó tồn tại.

Trong trường hợp của protein, hydrogens tạo thành liên kết giữa oxy và amide hydrogens; Tùy thuộc vào vị trí mà nó xảy ra, các cấu trúc protein kết quả khác nhau sẽ được hình thành.

Liên kết hydro cũng có trong các polyme tự nhiên và tổng hợp và trong các phân tử hữu cơ có chứa nitơ, và các phân tử khác có loại liên kết này vẫn đang được nghiên cứu trong thế giới hóa học.

Người giới thiệu

1. Liên kết hydro. (sf). Wikipedia. Lấy từ en.wikipedia.org
2. Desiraju, GR (2005). Viện Khoa học Ấn Độ, Bangalore. Lấy từ ipc.iisc.ernet.in
3. Mishchuk, NA và Goncharuk, VV (2017). Về bản chất tính chất vật lý của nước. Khimiya tôi Tekhnologiya Vody.
4. Hóa học, WI (sf). Hóa học là gì. Lấy từ whatischemistry.unina.it
5. Hóa chất. (sf). ChemGuide. Lấy từ chemguide.co.uk