Γιατί ο δεσμός υδρογόνου στο νερό είναι ισχυρότερος από τους HF και NH3;

Ενώ είναι αλήθεια ότι το νερό (H₂O) σχηματίζει ισχυρότερους δεσμούς υδρογόνου από το HF (φθορίδιο υδρογόνου) και το NH₃ (αμμωνία), δεν είναι απολύτως ακριβές να πούμε ότι είναι * ισχυρότεροι * με απόλυτη έννοια. Είναι πιο ακριβές να πούμε ότι το νερό σχηματίζεται * Περισσότερα * δεσμούς υδρογόνου , που οδηγεί σε ισχυρότερες ενδομοριακές δυνάμεις συνολικά. Εδώ είναι γιατί:

1. Αριθμός δεσμών υδρογόνου:

* νερό: Κάθε μόριο νερού μπορεί να σχηματίσει τέσσερα δεσμοί υδρογόνου. Δύο ως δότος δεσμού υδρογόνου (τα υδρογόνα του) και δύο ως δέκτη δεσμού υδρογόνου (τα μοναδικά ζεύγη του).

* hf: Κάθε μόριο HF μπορεί να σχηματίσει δύο δεσμοί υδρογόνου - ένας ως δότος (το υδρογόνο του) και ένας ως δέκτης (το μοναδικό του ζεύγος).

* nh₃: Κάθε μόριο NH₃ μπορεί να σχηματίσει τρία Ο δεσμός υδρογόνου - ένας ως δότος (το υδρογόνο του) και δύο ως δέκτες (τα μοναδικά του ζεύγη).

Αυτή η διαφορά στον αριθμό των δεσμών υδρογόνου που κάθε μόριο μπορεί να σχηματιστεί έχει σημαντικό αντίκτυπο στη δύναμη των διαμοριακών δυνάμεων.

2. Ηλεκτροαρνητικότητα και πολικότητα:

* οξυγόνο Στο νερό είναι πιο ηλεκτροαρνητικό από το φθοριοειδές σε HF και άζωτο στο NH₃. Αυτό οδηγεί σε μεγαλύτερη διαφορά στην πυκνότητα φορτίου μεταξύ του υδρογόνου και του οξυγόνου, καθιστώντας τον δεσμό υδρογόνου στο νερό *ισχυρότερο μεμονωμένα *.

* Ωστόσο, το μικρότερο μέγεθος του φθορίου στο HF σημαίνει ότι τα μόνες του είναι πιο συγκεντρωμένα, τα οποία μπορούν επίσης να συμβάλουν στη δύναμη των μεμονωμένων δεσμών υδρογόνου.

3. Συνολικές διαμοριακές δυνάμεις:

* Το συνδυασμένο αποτέλεσμα των περισσότερων δεσμών υδρογόνου και ισχυρότερων ατομικών δεσμών υδρογόνου στο νερό οδηγεί σε πολύ ισχυρότερες ενδομοριακές δυνάμεις.

* Αυτό εξηγεί γιατί το νερό έχει υψηλότερο σημείο βρασμού και υψηλότερη θερμική χωρητικότητα από τα HF και NH₃, παρά το γεγονός ότι έχει χαμηλότερο μοριακό βάρος.

Συνοπτικά:

Ενώ τα HF και NH₃ μπορούν να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου, οι μορφές νερού *περισσότεροι *δεσμών υδρογόνου ανά μόριο και αυτοί οι δεσμοί θεωρούνται γενικά *ισχυρότεροι μεμονωμένα *. Ο συνδυασμός αυτών των παραγόντων οδηγεί σε ισχυρότερες συνολικές διαμοριακές δυνάμεις στο νερό.