Sisu
- TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
- Kuidas moodustuvad polaarsed molekulid
- Kuidas moodustuvad vesiniksidemed
- Vesiniksidemed vees
Polaarsed molekulid, mis sisaldavad vesinikuaatomit, võivad moodustada elektrostaatilisi sidemeid, mida nimetatakse vesiniksidemeteks. Vesinikuaatom on ainulaadne selle poolest, et see koosneb ühest prootonist ümbritsevast ühest elektronist. Kui elektron meelitatakse molekulis olevate teiste aatomite vastu, põhjustab paljastatud prootoni positiivne laeng molekulide polarisatsiooni.
See mehhanism võimaldab sellistel molekulidel moodustada tugevaid vesiniksidemeid peale kovalentsete ja ioonsete sidemete, mis on enamiku ühendite aluseks. Vesiniksidemed võivad anda ühenditele erilised omadused ja muuta materjalid stabiilsemaks kui ühendid, mis ei moodusta vesiniksidemeid.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Polaarsetel molekulidel, mis sisaldavad kovalentses sidemes vesinikuaatomit, on molekuli ühes otsas negatiivne laeng ja vastasosas positiivne laeng. Vesinikuaatomist pärit üks elektron migreerub teise kovalentselt seotud aatomini, jättes positiivselt laetud vesiniku prootoni paljastama. Prooton meelitatakse teiste molekulide negatiivselt laetud otsaga, moodustades ühe teiste elektronidega elektrostaatilise sideme. Seda elektrostaatilist sidet nimetatakse vesiniksidemeks.
Kuidas moodustuvad polaarsed molekulid
Kovalentsetes sidemetes jagavad aatomid stabiilse ühendi moodustamiseks elektrone. Mittepolaarsetes kovalentsetes sidemetes jagunevad elektronid võrdselt. Näiteks jaotuvad mittepolaarses peptiidsidemes elektronid võrdselt süsiniku-hapniku karbonüülrühma süsinikuaatomi ja lämmastiku-vesinikamiidrühma lämmastikuaatomi vahel.
Polaarsete molekulide korral kipuvad kovalentses sidemes jagatud elektronid kogunema molekuli ühele küljele, samal ajal kui teine külg on positiivselt laetud. Elektronid rändavad, kuna ühel aatomitest on suurem afiinsus elektronide suhtes kui teistel aatomitel kovalentses sidemes. Näiteks kui peptiidsideme ise on mittepolaarne, on seotud valgu struktuur tingitud vesiniksidemetest karbonüülrühma hapnikuaatomi ja amiidrühma vesinikuaatomi vahel.
Tüüpilised kovalentse sideme konfiguratsioonid ühendavad aatomeid, mille väliskestal on mitu elektronit, aatomitega, mille välise kesta moodustamiseks on vaja sama arvu elektrone. Aatomid jagavad endisest aatomist lisaelektrone ja igal aatomil on täielik välimine elektronkest.
Sageli tõmbab aatom, mis vajab välise kesta täiendamiseks täiendavaid elektrone, elektrone tugevamalt kui lisaelektrone pakkuv aatom. Sel juhul ei jagune elektronid ühtlaselt ning nad veedavad vastuvõtva aatomiga rohkem aega. Selle tulemusel kipub vastuvõtval aatomil olema negatiivne laeng, samas kui doonori aatomil on positiivne laeng. Sellised molekulid on polariseeritud.
Kuidas moodustuvad vesiniksidemed
Movaadid, mis sisaldavad kovalentselt seotud vesinikuaatomit, on sageli polariseeritud, kuna vesinikuaatomi üksik elektron on suhteliselt vabalt hoitud. See migreerub hõlpsalt kovalentse sideme teise aatomiga, jättes vesinikuaatomi positiivselt laetud prootoni ühele küljele.
Kui vesinikuaatom kaotab oma elektroni, võib see moodustada tugeva elektrostaatilise sideme, kuna erinevalt teistest aatomitest ei ole sellel enam ühtegi positiivset laengu varjutavat elektronit. Prooton meelitatakse teiste molekulide elektronide külge ja saadud sidet nimetatakse vesiniksidemeks.
Vesiniksidemed vees
Vee molekulid, keemilise valemiga H2O, on polariseeritud ja moodustavad tugevad vesiniksidemed. Üks hapnikuaatom moodustab kahe vesinikuaatomiga kovalentsed sidemed, kuid ei jaga elektrone võrdselt. Kaks vesiniku elektroni veedavad suurema osa ajast hapnikuaatomiga, mis laeb negatiivselt. Kaks vesinikuaatomit muutuvad positiivselt laetud prootoniteks ja moodustavad teiste vesimolekulide hapnikuaatomitest elektronidega vesiniksidemeid.
Kuna vesi moodustab need täiendavad sidemed oma molekulide vahel, on sellel mitmeid ebaharilikke omadusi. Vesi on erakordselt tugeva pindpinevusega, sellel on ebatavaliselt kõrge keemistemperatuur ja see nõuab vedeliku veest auruks muutmiseks palju energiat. Sellised omadused on tüüpilised materjalidele, mille jaoks polariseeritud molekulid moodustavad vesiniksidemeid.