Водневий зв’язок

Водневий зв’язок виникає як особливий тип взаємодії між молекулами або функціональними групами у складних молекулах, до складу яких входять атоми гідрогену, ковалентно сполучені з найбільш електронегативними атомами . Він має складну природу внаслідок значного внеску електростатичної і певною мірою донорно-акцепторної взаємодії. Подібно до ковалентного водневий зв’язок характеризується насиченістю і просторовою напрямленістю.

Водневий зв’язок позначають трьома крапками.

Атом гідрогену зазвичай міцніше зв’язаний з тим із двох атомів, з яким утворює ковалентний зв’язок.

Водневий зв’язок дуже поширений і відіграє важливу роль у структурі багатьох неорганічних та органічних сполук. Так, навіть у газоподібному стані молекули фтор оводню асоційовані в ланцюгові полімери за рахунок цього зв’язку:

Водневий зв’язок характерний для води. У її молекулі з електронегативним атомом оксигену сполучені два атома гідрогену. На інших двох - гібридизованих орбіталях атома оксигену розміщені просторово активні неподілені електронні пари. Внаслідок цього кожна молекула води може утворити по два водневі зв’язки із сусідніми молекулами. Це визначає тетраедричне розміщення у просторі двох ковалентних і двох водневих зв’язків відносно атома оксигену, який розміщений у центрі такого тетраедру:

За рахунок цього вода має особливу каркасну просторову будову як у твердому, так і в рідкому стані.

Наявність мійних водневих зв’язків і значних вандерваальсових сил між молекулами води обумовлює аномально високі температури плавлення та кипіння.

За рахунок водневих зв’язків карбонові кислоти утворюють димери, які зберігаються навіть у газоподібному стані:

Наведені приклади відображають утворення міжмолекулярного водневого зв’язку. Існує і внутрішньомолекулярний водневий зв’язок, який виникає між функціональними групами у складних молекулах.

cаліцилова кислота.

Відповідні цим речовинам мета- і пара- ізомери не утворюють внутрішньомолекулярних водневих зв’язків внаслідок просторових утруднень. Між молекулами цих ізомерів виникають міжмолекулярні водневі зв’язки.