Većini ljudi je ugodna ideja ionskih i kovalentnih veza, a nisu sigurni što su vodikove veze, kako nastaju i zašto su važne.
Ključni odvodi: vodikove veze
- Vodikova veza privlačnost je dva atoma koji već sudjeluju u drugim kemijskim vezama. Jedan od atoma je vodik, dok drugi može biti bilo koji elektronegativni atom, poput kisika, klora ili fluora.
- Vodikove veze mogu nastati između atoma unutar molekule ili između dvije odvojene molekule.
- Vodikova veza slabija je od ionske veze ili kovalentne veze, ali jača od van der Waalsovih sila.
- Vodikove veze igraju važnu ulogu u biokemiji i stvaraju mnoga jedinstvena svojstva vode.
Definicija vodikove veze
Vodikova veza je vrsta privlačne (dipole-dipolske) interakcije između elektronegative atom i a vodik atom vezani na drugi elektronegativni atom. Ta veza uvijek uključuje atom vodika. Vodikove veze može se pojaviti između molekule ili unutar dijelova jedne molekule.
Vodikova veza obično je jača od snage van der Waalsa, ali slabiji od kovalentne veze ili
ionske veze. To je oko 1/20 (5%) jačine kovalentne veze formirane između O-H. Međutim, čak je i ta slaba veza dovoljno jaka da podnese male fluktuacije temperature.Ali Atomi su već vezani
Kako se vodik može privući drugom atomu kad je već vezan? U polarna veza, s jedne strane veze još uvijek postoji lagano pozitivno naelektrisanje, dok druga strana ima lagani negativni električni naboj. Formiranje veze ne neutralizira električnu prirodu sudionika atoma.
Primjeri vodikovih veza
Vodikove veze nalaze se u nukleinskim kiselinama između parova baza i između molekula vode. Ova vrsta veze također nastaje između vodikovih i ugljikovih atoma različitih molekula kloroforma, između vodika i dušika atoma susjednih molekula amonijaka, između ponavljajućih podjedinica u polimernom najlonu i između vodika i kisika u acetilacetona. Mnoge organske molekule podliježu vodikovim vezama. Vodikova veza:
- Pomozite vezati faktore transkripcije na DNK
- Pomaže vezanje antigena-antitijela
- Organizirajte polipeptide u sekundarne strukture, poput alfa heliksa i beta lista
- Držite dva lanca DNA
- Veže faktore transkripcije jedni s drugima
Vezanje vodika u vodi
Iako se vodikova veza formira između vodika i bilo kojeg drugog elektronegativnog atoma, veze unutar vode su najprisutnije (a neki bi se, tvrdi, najvažniji). Vodikove veze nastaju između susjednih molekula vode kada vodik jednog atoma dolazi između kisikovih atoma vlastite molekule i susjednog atoma. To se događa zato što atom vodika privlači i vlastiti kisik i druge kisikove atome koji se dovoljno približavaju. Jezgro kisika ima 8 "plus" naboja, tako da privlači elektrone bolje od jezgre vodika, svojim jednim pozitivnim nabojem. Dakle, susjedne molekule kisika sposobne su privlačiti vodikove atome iz drugih molekula, što je osnova stvaranja vodikove veze.
Ukupni broj vodikovih veza formiranih između molekula vode je 4. Svaka molekula vode može formirati 2 vodikove veze između kisika i dva vodikova atoma u molekuli. Dodatne dvije veze mogu se formirati između svakog atoma vodika i obližnjih atoma kisika.
Posljedica vezanja vodika je da su vodikove veze sklopljene u tetraedru oko svake molekule vode, što dovodi do dobro poznate kristalne strukture pahulja. U tekućoj vodi udaljenost između susjednih molekula je veća i energija molekula je dovoljno velika da se vodikove veze često protežu i razbijaju. Međutim, čak i tekuće molekule vode prosjeku su u tetraedarskom rasporedu. Zbog vezanja vodika, struktura tekuće vode postaje uređena na nižim temperaturama, daleko više od strukture ostalih tekućina. Vezanje vodika drži molekule vode otprilike 15% bliže nego ako veze ne bi bile. Veze su glavni razlog zašto voda pokazuje zanimljiva i neobična kemijska svojstva.
- Vezanje vodika smanjuje ekstremne temperaturne promjene u blizini velikih vodnih tijela.
- Vodikovo vezanje omogućava životinjama da se hlade koristeći znojenje, jer je potrebna toliko velika količina topline da se razbiju vodikove veze između molekula vode.
- Vezanje vodika održava vodu u svom tekućem stanju u širem temperaturnom rasponu nego za bilo koji drugi molekul usporedive veličine.
- Vezivanje daje vodi izuzetno visoku toplinu isparavanja, što znači da je za pretvorbu tekuće vode u vodenu paru potrebna značajna toplinska energija.
Vodikove veze unutar teška voda čak su jači od onih unutar uobičajene vode načinjene normalnim vodikom (protium). Vezanje vodika u tritiranoj vodi još je jače.