Vodorod kommunikatsiyalari - bu ikkita atomning o'zaro ta'siri bir yoki turli molekulalar Vodorod atomi orqali: A-H ... (Kovalent rishtalari, uch ochko - vodorod rishtalari).

Vodorod rishtalari alomatlaridan biri vodorod atomi va boshqa atom orasidagi masofa bo'lishi mumkin. Bu bu atomlarning radiomri miqdoridan kam bo'lishi kerak.

Ular, qoida tariqasida, ftor, azot va kislorod atomlari (eng elektronegratsion elementlar), kamroq - xlor, oltingugurt atomlari va boshqa metall bo'lmaganlar o'rtasidagi. Suv, ftorid vodorodini, kisboksil kislotalar, karbozmalar, alkogol, ammiak, ammiak, ammiak, ammiak, astalak kabi suyuq vodorodli vodorodli rishtalar shakllantiriladi. Ushbu moddalardagi kristallanish, vodorod aloqalar odatda saqlanadi.

Giyohvandlik jismoniy xususiyatlar Interobulyar tuzilishning intervedulyar o'zaro ta'sirning tabiati bo'yicha moddalar. Moddalardagi vodorod rishtalarining ta'siri moddalar xususiyatlariga ta'siri.

Vodoriy vodorod zonasi molekulalar assotsiatsiyasini aniqlaydi, bu qaynab turgan va erish haroratining ko'payishiga olib keladi. Masalan, etil alkogollari C2h5oh, Uyushmaga qodir, + 78,3 ° C, qaynatiladi, bu vodorod zonalari, faqat -24 ° C gacha ( molekulyar formulalar Ikkala moddalar ham C2H6O).

Erituvchi molekulalar bilan N-aloqani shakllantirish eruvchanlikni yaxshilashga hissa qo'shadi. Shunday qilib, metil va etil spirtli ichimliklar (Ch3H, C2n5y), suv molekulalari bilan n-aloqani shakllantirish, unda eritmasiz eritiladi.

Atkamol vodorod rishtalari atomlarning mos guruhlarining molekulasidagi qulay fazoviy joylashuv bilan shakllanadi va o'ziga xos xususiyatlarga alohida ta'sir qiladi. Masalan, salitsil kislotasi molekulalari ichidagi n-rishtalar uning kislotasini oshiradi. Vodorod bog'lari biopiliy tarkibi (oqsillar, policaridlar, nuklein kislotalar) shakllanishida juda muhim rol o'ynaydi, bu esa ularning biologik funktsiyalarini aniqlaydi.

Van derning kuchlari oralig'ida (Van derAlning kuchi) kuchlari. Yo'naltirish, indüksiya va dispersiyali o'zaro ta'sir.

Vaqtinchalik o'zaro ta'sir- elektr neytral molekulalar yoki atomlar o'rtasidagi o'zaro ta'sir.

Ga van der WASS Kuchlar dipollar (doimiy va qo'zg'atilgan) o'rtasidagi o'zaro ta'sirlarni o'z ichiga oladi. Ushbu is kuchlar Van der Waals haqiqiy gazning haqiqiy gazi holatida ichki bosimga tuzatish sababidir. Ushbu shovqinlar asosan biologik macrommoliyalarning fazoviy tarkibini shakllantirish uchun javobgar bo'lgan kuchlar bilan belgilanadi.

Yo'nalish: Ijobiy va salbiy to'lovlarning og'irligi markazlari bo'lgan polar molekulalari, masalan, HCL, X2O, NH3, qarama-qarshi ayblovlar bilan bog'liq bo'lgan bunday tarzda belgilangan tartibda ta'kidlangan. Ular orasida diqqatga sazovor joylar mavjud. (Keemama Energy) nisbati bilan ifodalanadi:

E k \u003d -2 m 1 m m 2 / 4p 0 R 3,

bu erda mk1 va mk2 o'zaro ta'sirlanadigan diplomlar, R masofagi masofa. Ajratishlar dipol-dipolni faqat diqqatga sazovor joylar molekulalarning termal energiyasidan oshganda amalga oshirilishi mumkin; Bu odatda qattiq va suyuq moddalarda bo'lib o'tadi. Dipol-dipolli interfaltsiya qutbli suyuqliklarda namoyon bo'ladi (suv, ftorid vodorodida).

Induksiya: Qutbli molekulasining zarbalarining tugashi bilan, polziya bo'lmagan elektron bulutlar ijobiy zaryadga va salbiy tomondan siljiydi. Polar bo'lmagan molekula qutbga aylanadi va molekulalar bir-birlarini o'ziga jalb qila boshlaydilar, ikkita qutb molekuladan ancha zaif.

(Debye Energy) ifoda bilan belgilanadi:

E d \u003d -2 m may 2 g / r 6,

bu erda mk kin bu yassi dipolning lahzasi.

Doimiy va qo'zg'atilgan dipliqlarni jalb qilish odatda juda zaif, chunki aksariyat moddalarning molekulalarining qulayligi kichikdir. Bu faqat dipollar orasidagi juda ko'p masofada ishlaydi. Ushbu turdagi o'zaro ta'sir asosan polar bo'lmagan erituvchilarda qutb birikmalarining eritmalarida namoyon bo'ladi.

Tarqalish: Polar molekulalari o'rtasida ham jalb qilinishi mumkin. Doimiy harakatda bo'lgan elektronlar molekulaning bir tomoniga e'tibor qaratishi mumkin, ya'ni polar bo'lmagan zarralar qutb bo'ladi. Bu yuklarni qo'shni molekulalarda taqsimlashni keltirib chiqaradi va ular orasida qisqa muddatli munosabatlar o'rnatiladi.

(London energiyasi) o'zaro bog'liq:

E l \u003d -2 m mgn 2 ggn 2 / r 6,

qaerda mgn tezkor dipolning lahzasi. Londonning polar bo'lmagan zarrachalar (atomlar, molekulalar) orasidagi diqqatga sazovor joylar juda qisqa masofa. Bunday jalb qilishning energiya qiymatlari zarralar hajmiga va yalpi dipollarda elektronlar soniga bog'liq. Bu munosabatlar juda zaif - barcha intermollik o'zaro ta'sirlarning eng zaiflari. Biroq, ular har qanday molekular orasida paydo bo'ladigan eng ko'p qirrali.

Vodorod kommunikatsiyalari(N-aloqa) - reaktsiya qobiliyatli guruhlar o'rtasidagi o'zaro ta'sirning alohida turi, guruhlardan biri esa bunday o'zaro ta'sirga moyil bo'lgan vodorod atomining o'ziga xos turi. Vodorod rishtalari - bu barcha kimyoni qamrab olgan global hodisa. An'anaviy kimyoviy obligatsiyalardan farqli o'laroq, N-ulanish maqsadli sintez natijasida ko'rinadi, ammo tegishli sharoitlarda paydo bo'ladi va o'z-o'zidan va aralashuv va aralashuvlar shaklida namoyon bo'ladi.

Vodorod aloqalarining xususiyatlari.

Vodorod rishtalarining o'ziga xos xususiyati nisbatan past kuch, uning energiyasi kimyoviy obligatsiya energiyasidan 5-10 baravar past. Energiya energiyasi bilan u kimyoviy obligatsiyalar va Van der Wals o'zaro ta'sirini, molekulalarni qattiq yoki suyuq bosqichda ushlab turadi.

N-rishtalar shakllanishida ulanish bilan shug'ullanuvchi atomlarning elektr ta'minoti bu borada ishtirok etadigan atom sherikidan kimyoviy obligatsiyalarni kechiktirish qobiliyatini aniqlaydi - bu borada kimyoviy obligatsiyalar. Natijada, atomda qisman salbiy zaryadlash va ko'payishi bilan bog'liq, ammo ijobiy d + atom-sherigi ijobiydir. kimyoviy aloqa Shu bilan birga, qutblar: va d- -d d +

Vodorod atomida olib keladigan qisman ijobiy zaryad, shuningdek, elektron vositalar elementini o'z ichiga olgan boshqa molekulani jalb qilish, shu bilan elektrotatik munosabatlar N-aloqa shakllanishiga olib keladi.

N-obligatsiyalar, ikkita elektron (A va B) va ularning orasidagi vodorod atomini shakllantirishda uchta atomni quyidagicha taqdim etish mumkin: BABT + -A d- Obligatsiyalar odatda nuqta chizig'i bilan belgilanadi). A atomi N uchun kimyoviy jihatdan birlashtiriladi Proton donor (Lat. Donare - berish, qurbonlik qilish), va B - qabul qiluvchi (lot. Qabul qiluvchi). Ko'pincha, haqiqiy "xayriya" yo'q va H kimyoviy jihatdan A. bilan bog'liq.

Atomlar - N-aloqalarni shakllantirish uchun H donorlari, deyarli uchtasi, deyarli uchtasi: bir vaqtning o'zida, bir vaqtning o'zida in atomlari juda keng.

1920 yilda 1920 yilda "vodorod aloqa" va "vodorod aloqa" va "vodorod aloqasi" atamasi taqdim etildi yuqori haroratlar Qaynayotgan suv, alkogol, suyuq hf va boshqa boshqa ulanishlar. Tegishli birikmalarning qaynash nuqtasini taqqoslash H 2 O, H 2 S, H 2 S, H 2 S, h 2 S, h 2 T. Ular bu seriyasining birinchi a'zosi - suv - qolgan qismi shakllanganidan keyin yuqoridan yuqori ekanligini payqadi Seriya a'zolari. Ushbu naqshdan suvni 200 ° C ga, kuzatilgan haqiqiy qiymatdan pastroq bo'lishi kerak.

Ayga o'xshash birikmalarda Ammiak uchun bir xil og'ish quyidagilar: NN 3, H 3 P, H 3, g 3 sb. Uning haqiqiy qaynash nuqtasi (-33 ° C) Kutilgan qiymatdan 80 ° C ni tashkil qiladi.

Suyuqlik qaynayotganda, faqat Van Der Wals o'zaro ta'siri, suyuq fazaga molekulalarni ushlab turadiganlar vayron bo'ladi. Agar qaynab turgan nuqta kutilmagan bo'lsa, shuning uchun molekulalar bir-biridan tashqari boshqa kuchlarga qo'shimcha ravishda bog'liq. Bunday holda, bu vodorodli aloqalar.

Shunga o'xshab, spirtli ichimliklarning ko'payishi (guruhning - partiyasi bo'lmagan aralashmalarga nisbatan) vodorod obligatsiyalarining shakllanishining natijasidir.

Hozirda aloqa aloqa qilishning ishonchli usuli spektral usullarni (ko'pincha infraqizil spektroskopiya) beradi. Vodorod aloqalar bilan bog'liq bo'lgan turli xil guruhlarning spektr xususiyatlari bu aloqada bo'lmagan holatlardan sezilarli darajada farq qiladi. Bundan tashqari, agar tarkibiy tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, B-N atomlari orasidagi masofa Van der Waals radiusidan kamroq bo'lsa, N-ulanishning mavjudligi o'rnatilganiga ishoniladi.

Ga qo'shimcha sifatida haroratning oshishi Qaynayotgan vodorodli obligatsiyalar, moddaning kristalli tuzilishini shakllantirishda, uning erish nuqtasini ko'paytiradi. Muzning kristall tarkibida n-aloqalar katta miqdorni hosil qiladi, shuning uchun suv molekulalari qo'shni molekulalarning kislorod atomlariga yo'naltiriladi:

Borik kislotasi b (Oh) 3 ta qatlamli kristalli tuzilishga ega, har bir molekulaga uchta molekula bilan vodorod aloqalar bilan bog'langan. Qatlamdagi molekulalarni qadoqlash Hexgonsdan to'plangan parket naqshini hosil qiladi:

Ko'pgina organik moddalar suvda eriy olmaydi, agar bunday qoida buzilgan bo'lsa, ko'pincha bu vodorod aloqalar aralashuvining natijasidir.

Kislorod va azot protonning asosiy donorlaridan biri bo'lib, ular atomning funktsiyasini ilgari ko'rib chiqilgan triade bori bashak asarida h 6 dona. Ular, eng tez-tez, qabul qiluvchilar sifatida harakat qilishadi (ATOM B). Shu sababli, A va N atomining rolida bo'lgan ba'zi organik moddalar suvda eritilishi mumkin (atomning kontomining risksiyasining roli). Organik moddalar va suv o'rtasidagi vodorod aloqalar va suvni "olib tashlashga" yordam beradi, uni suvli yechimga tarjima qilish.

Empirik qoida mavjud: agar organik Bitta kislorod atomining uchta uglerod atomini o'z ichiga oladi, bu osongina suvda erigan:

Benzol suvda bir oz eriydi, ammo agar siz bir guruhni n bir guruhni almashtirsangiz, biz har qanday munosabatlarda suv bilan aralashgan piridin c 5 H 5 n 5 ni olamiz.

Vodorod aloqalar vodorodda qisman ijobiy zararli bo'lsa, "yaxshi" maqola tarkibidagi "yaxshi" maqola tarkibidagi molekula mavjud bo'lsa, o'zini asabiy bo'lmagan echimlarda ko'rsatishi mumkin. Masalan, HCCL 3 Xloroform yog 'kislotalarini eritib, atsetilen hcch eriyyble:

Ushbu haqiqat muhim texnik qo'llanmani topdi, bosim ostida atsetileni bardoshli va oson portlashlarga juda sezgir, va uning atsetone eritmasi tirajda bosim ostida saqlanadi.

Polimerlar va biophyvillarda vodorod aloqalar muhim rol o'ynaydi. Tsellyulozada yog'ochning asosiy tarkibiy qismi - gidroksil guruhlari tsiklik bo'laklardan to'plangan polimer zanjirining lateral guruhlari ko'rinishida joylashgan. Har bir kishining nisbatan kuchsiz kuchlariga qaramay, polimer molekusi har bir polzuling erituvchisi - Shveytsariyaning regentidan foydalanganda, tsellyuloza erituvchisi (ammiak kompleksi) dan foydalanishga olib keladigan kuchli intervolulyar o'zaro ta'sirga ega bo'lishiga olib keladi. mis gidroksidi).

Vodorod aloqalari (N-aloqa)- Bu protoni qilingan vodorod atomi bilan bir xil yoki boshqa molekula bilan kuchli elektron atom bilan shakllangan rishta. Oddiy sharoitda vodorod valentsi 1 ga teng va u boshqa elektron juftlik bilan umumlashtiradi va bu kovalli aloqani hosil qiladi: vodorod atomi geldid ionini hosil qiladi.

Vodorod atomi uni boshqa boshqa atomlardan ajratib turadigan xususiyatga ega, u elektrondan voz kechish, yadro shaklida, yadro shaklida qoladi, i.e. Zarracha shaklida, bu qolgan atomlarning diametridan kam bo'lgan minglab vaqt bo'lgan diametri. Elektronlik bo'lmasa, Ion boshqa atomlar yoki ionlarning elektron chig'anoqlari yoki ionlarining elektron chig'anoqlari bilan ajralib turmaydi, ammo aksincha, o'ziga jalb qiladi; Bu boshqa atomlarga yaqinlashishi, ularning elektronlari bilan aloqada bo'lish va ularning elektron qobiqlariga kirishi mumkin. H +----yonlar suyuqliklarida, asosan, mustaqil zarracha shaklida saqlanmaydi va ikkita moddaning molekulalarini bog'lab bo'lmaydi: suvda suv molekulalari bilan bog'lab, Ion H 3 O + O + O +-diidium hosil qiladi; Ammiak molekulasi bilan - NH 4 + - Ammoniy bilan.

Eng yaxshi elektron elementlardan biri bo'lgan "Atom" atomi bilan bog'liq: floritin atom, kislorod, xlor va azot bilan, vodorod atomi biridan oshmasligi kerak bo'lgan nisbatan yuqori ijobiy zaryad oladi. Ushbu zaryad juda kichik atom pishirgichga jamlanganligi sababli, u boshqa atomga juda yaqin. Bu 20-30 kj / mol va undan ko'p bo'lgan energiya bilan kuchli dipolli dipol ulanishini keltirib chiqaradi. Vodorod aloqasi turli molekulalarga yoki bir xil molekulaga tegishli bo'lgan ikkita kuchli polar obligatsiyalarining o'zaro ta'siri natijasida yuzaga keladi. Bu oddiydan ko'ra zaifroq kovalent muloqotBu energiya taxminan 125-420 kj / molni tashkil etadi va obligatsiyalarning vodorod atomining ushbu xususiyatlari tufayli o'zaro qut-barakalar tufayli kuchaytirish mumkin. Vodorod obligatsiyasi (N-N × × × x tomonidan belgilanadi.

Vodorod rishtalarida ishlaydigan vodorod atomi aniq joylashgan o'rtada, o'rtada nosimmetrik joylashish yoki undan yaqinroq, assimetrik joylashuv mavjud.

Vodorod rishtalarining energiyasi an'anaviy va kamaygan haroratli molekulalarning sezilarli darajada tarqalishiga olib keladi. Florid vodorodining qaynab turgan punkti yaqinida o'rtacha tarkibga ega (HF) 4. Uyushma eriydi va qaynayotgan ftorid vodorodining g'ayritabiiy haroratlariga olib keladi. HF 2 × Nahf 2 tipidagi kislota tuzlarini shakllantirishning mavjudligi. Gidrofluorik kislotasi xlorid gidretlorisiz, yeb gidroklor va orodikhedal, deydi kamchilik kislotasi (K d \u003d 7 × 10 -4), shuningdek vodorod aloqalar tufayli HF molekulalari uyushmasining natijasidir.

Kislorod va azot birikmalarida uchraydigan assimetrik vodorod rishtalari mavjud bo'lganda vodorod ikki qo'shni atomlardan biriga biroz yaqinroq bo'ladi vaqtinchalik N-aloqa. Har bir h 2 o molekula to'rt vodorod atomlari bilan bog'liq bo'lishi uchun ikki n-rishtalarni shakllantirishda ishtirok etadi, shunda kislorod atomi to'rt vodorod atomlari bilan bog'liq bo'ladi. Umumiy suv molekulalari ochiladigan fazoviy tuzilishni hosil qiladi, bu erda har bir kislorod atomi tetraedrining markazida joylashgan va vodorod atomlari burchaklarda joylashgan.

Ochiq ish fazoviy suv tuzilishi

Ochiq muz tuzilishi uning suviga qaraganda kichikroq zichlikni tushuntiradi. Eritilganda, N-aloqalarning bir qismi yirtilgan va suvning zichligi oshadi Molekulalar yanada qattiqroq joylashadi. X-ray tekshiruvi shuni ko'rsatdiki, suyuq suvdagi molekulalar uchun tetraedral atrof-muhit ham, qo'shni molekulalarning joylashuvi muzlik kristalidagi kabi deyarli bir xil va keyingi qatlam takrorlanadi

belgilangan tartibda ba'zi og'ish; Molekula olib tashlanganligi sababli og'ish kuchayadi. Suv uchun, "yaqin tartibda" mavjudligi boshqa suyuqliklar bilan taqqoslaganda, boshqa suyuqliklar bilan taqqoslaganda, "uzoq masofali". Bu suvda kristall tuzumining mavjudligini tushuntiradi.

Issiqlik quvvati va issiqlik bug'lanishi, g'ayritabiiy yuqori erishi va qaynayotgan harorati, yuqori dielektrik doimiy, yuqori dielektrik doimiydir. N-▼ havolalar t pl.v.v. \u003d -100 o c, t kip. Suv \u003d -80 O C.

Vodorod bog'lari suyuq ammiakda mavjud. Uglerod bilan bog'liq vodorod atomi, agar uglerodli varaqli atom guruhlari, masalan, xloroforitor (snsl 3) bilan to'langan bo'lsa, gidl3-chi 2), ya'ni. Elektron atomlar atomlarining mahallasi CH-Group atomlarida vodorod obligatsiyalarining shakllanishini faollashtirishi mumkin, ammo Atomlar C va soat elektr membosiga deyarli bir xil. Bu Suyuq XCN, CHF 3 va boshqalardagi molekulalar orasidagi n-aloqalarning paydo bo'lishini tushuntiradi.

Vodorod rishtalari moddaning har qanday umumiy holatiga xosdir. U bir xil va turli molekulalar orasida bir xil molekulaning turli qismlari orasidagi shakllanadi - atralikekulyar vodorod rishtalari. Eng keng tarqalgan, bu gidroksil guruhlarini o'z ichiga olgan molekulalar o'rtasidagi n-ulanish -.

Spirtli ichimliklarga qaraganda ko'proq qarindoshlarning katta moviy massasi bilan oson molylar massasi, chunki barcha vodorod atomlari uglerod atomlari bilan bog'liq va H-aloqani shakllantirishga qodir emas.

Biokimyoviy tizimlardagi H-aloqalar roli katta. Proteinlar va nuklein kislotalarning xususiyatlari asosan vodorod zonasi mavjudligi tufayli. N-aloqalar tarqatish jarayonlarida katta rol o'ynaydi. Protein molekulalarida vodorod aloqalar, nuklein kislotalar va boshqa biologik muhim birikmalar juda keng tarqalgan, shuning uchun ushbu rishtalar hayotiy jarayonlarning kimyoviyligida muhim rol o'ynaydi.