Τι προκαλεί ένα άτομο να σχηματίσει έναν δεσμό υδρογόνου;
1. Πολικοί ομοιοπολικοί δεσμοί:
* Το ηλεκτροαρνητικό άτομο (O, N, ή F) προσελκύει έντονα τα κοινόχρηστα ηλεκτρόνια στον ομοιοπολικό δεσμό, δημιουργώντας ένα μερικό αρνητικό φορτίο (δ-) στον εαυτό του.
* Το άτομο υδρογόνου, που είναι λιγότερο ηλεκτροαρνητικό, αναπτύσσει ένα μερικό θετικό φορτίο (Δ+).
2. Ηλεκτροστατική έλξη:
* Αυτή η διαφορά στο φορτίο δημιουργεί μια διπολική στιγμή μέσα στο μόριο.
* Το μερικώς θετικό άτομο υδρογόνου ενός μορίου προσελκύεται από το μερικώς αρνητικό άτομο (Ο, Ν ή F) ενός άλλου μορίου.
* Αυτή η ηλεκτροστατική έλξη σχηματίζει τον δεσμό υδρογόνου.
Βασικά χαρακτηριστικά των δεσμών υδρογόνου:
* ισχυρότερη από τις δυνάμεις van der Waals αλλά πιο αδύναμες από τους ομοιοπολικούς δεσμούς. Διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο σε πολλές βιολογικές και χημικές διεργασίες.
* Κατευθυντική: Σχηματίζονται σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, επηρεάζοντας το σχήμα και τις ιδιότητες των μορίων.
* Σημαντικό για:
* Κρατώντας τα μόρια νερού μαζί, συμβάλλοντας στις μοναδικές ιδιότητες του νερού, όπως το υψηλό σημείο βρασμού και η επιφανειακή τάση.
* Σταθεροποιητικό DNA και πρωτεΐνες, διαδραματίζοντας ζωτικό ρόλο στη δομή και τη λειτουργία τους.
* Διευκόλυνση των ενζυματικών αντιδράσεων.
Παράδειγμα:
Εξετάστε το νερό (h₂o). Το άτομο οξυγόνου είναι εξαιρετικά ηλεκτροαρνητικό, τραβώντας τα ηλεκτρόνια προς τον εαυτό του. Αυτό δημιουργεί ένα μερικό αρνητικό φορτίο στο άτομο οξυγόνου και ένα μερικό θετικό φορτίο στα άτομα υδρογόνου. Τα μερικώς θετικά άτομα υδρογόνου ενός μορίου νερού προσελκύονται από το μερικώς αρνητικό άτομο οξυγόνου ενός άλλου μορίου νερού, σχηματίζοντας δεσμό υδρογόνου.
Συνοπτικά, σχηματίζονται δεσμοί υδρογόνου λόγω της ηλεκτροστατικής έλξης μεταξύ ενός μερικώς θετικού ατόμου υδρογόνου και ενός μερικώς αρνητικού ατόμου (συνήθως οξυγόνου, αζώτου ή φθορίου) σε άλλο μόριο.
