წყალბადის ბონდის განმარტება და მაგალითები

წყალბადის ბონდის განმარტება და მაგალითები

ადამიანების უმრავლესობა კომფორტულია იონური და კოვალენტური ობლიგაციების იდეით, მაგრამ დარწმუნებული არ არის რა არის წყალბადის ობლიგაციები, როგორ ქმნიან ისინი და რატომ არიან ისინი მნიშვნელოვანი.

ძირითადი მიღებები: წყალბადის ობლიგაციები

  • წყალბადის კავშირი არის ორი ატომს შორის მოზიდვა, რომლებიც უკვე მონაწილეობენ სხვა ქიმიურ ობლიგაციებში. ერთი ატომს წარმოადგენს წყალბადი, ხოლო მეორე შეიძლება იყოს ნებისმიერი ელექტრონეგატიური ატომ, მაგალითად, ჟანგბადი, ქლორი ან ფტორი.
  • წყალბადის ობლიგაციები შეიძლება ჩამოყალიბდეს ატომებს შორის მოლეკულაში ან ორ ცალკეულ მოლეკულას შორის.
  • წყალბადის ბმული უფრო სუსტია, ვიდრე იონური ბმული ან კოვალენტური კავშირი, მაგრამ უფრო ძლიერია, ვიდრე ვან დერ ვალის ძალები.
  • წყალბადის ობლიგაციები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ბიოქიმიაში და წარმოქმნიან წყლის მრავალი უნიკალურ თვისებას.

წყალბადის ბონდის განმარტება

წყალბადის ბმული არის ელექტრონერგულ ატომსა და წყალბადის ატომს შორის სხვა მიმზიდველი (დიპოლ-დიპოლური) ურთიერთქმედების ტიპი, რომელიც დაკავშირებულია სხვა ელექტრონულ ატომთან. ეს კავშირი ყოველთვის შეიცავს წყალბადის ატომს. წყალბადის ობლიგაციები შეიძლება მოხდეს მოლეკულებს ან ერთი მოლეკულის ნაწილებს შორის.

წყალბადის ობლიგაცია უფრო ძლიერია, ვიდრე ვან დერ ვალის ძალები, მაგრამ კოვალენტური ობლიგაციები ან იონური ბორკილები უფრო სუსტია. ეს დაახლოებით 1/20 (5%) სიძლიერეა O-H- ს შორის წარმოქმნილი კოვალენტური კავშირის სიძლიერე. ამასთან, ეს სუსტი ბმულიც კი ძლიერია იმისთვის, რომ გაუძლოს მცირე ტემპერატურის ცვალებადობას.

მაგრამ ატომები უკვე შეკრულია

როგორ შეიძლება წყალბადის მოზიდვა სხვა ატომში, როდესაც ის უკვე შეერთებულია? პოლარული კავშირისას, ობლიგაციის ერთი მხარე კვლავ ახდენს უმნიშვნელო დადებით მუხტს, ხოლო მეორე მხარეს აქვს მცირე უარყოფითი ელექტრული მუხტი. ბმულების შექმნა არ ანეიტრალებს მონაწილე ატომების ელექტრულ ბუნებას.

წყალბადის ობლიგაციების მაგალითები

წყალბადის კავშირები გვხვდება ბირთვულ მჟავებში, ფუძე წყვილსა და წყლის მოლეკულებს შორის. ამ ტიპის კავშირი ასევე ქმნის წყალბადის და ნახშირბადის ატომებს სხვადასხვა ქლოროფორმის მოლეკულებს შორის, მეზობელი ამიაკის მოლეკულების წყალბადის და აზოტის ატომებს შორის, პოლიმერის ნეილონში განმეორებითი ქვედანაყოფების და აცეტილაცეტონში წყალბადის და ჟანგბადის შორის. ბევრი ორგანული მოლეკულა ექვემდებარება წყალბადის კავშირებს. წყალბადის ბმული:

  • დაეხმარეთ დნმ – ს ტრანსკრიფციის ფაქტორებს
  • დაეხმარეთ ანტიგენ-ანტისხეულების შებოჭვას
  • პოლიპეპტიდების ორგანიზება მეორად სტრუქტურებში, მაგალითად, ალფა ჰელიქსი და ბეტა ფურცელი
  • ერთმანეთთან ერთად დნმ-ის ორი სტრიქონი გამართეთ
  • აკავშირებს ტრანსკრიფციის ფაქტორებს ერთმანეთთან

წყალბადის შემაკავშირებელი წყალში

მიუხედავად იმისა, რომ წყალბადის ობლიგაციები წყალბადსა და ნებისმიერ სხვა ელექტრონეგულტურ ატომს შორის იქმნება, წყლის შიგნით არსებული ობლიგაციები ყველაზე ფართომასშტაბიანია (და ზოგი ამტკიცებს, რომ ყველაზე მნიშვნელოვანია). წყალბადის ობლიგაციები იქმნება მეზობელ წყლის მოლეკულებს შორის, როდესაც ერთი ატომის წყალბადი მოდის საკუთარი მოლეკულის ჟანგბადის ატომებსა და მის მეზობელს შორის. ეს ხდება იმის გამო, რომ წყალბადის ატომი იზიდავს როგორც საკუთარ ჟანგბადს, ისე ჟანგბადის სხვა ატომებს, რომლებიც საკმარისად ახლოვდება. ჟანგბადის ბირთვს აქვს 8 "პლიუსი" მუხტი, ამიტომ იგი ელექტრონებს უკეთ იტევს წყალბადის ბირთვზე, თავისი ერთჯერადი დადებითი მუხტით. ამრიგად, მეზობელ ჟანგბადის მოლეკულებს აქვთ სხვა მოლეკულებისგან წყალბადის ატომების მოზიდვა, წყალბადის ბონდის ფორმირების საფუძველი.

წყალბადის ობლიგაციების საერთო რაოდენობა წყლის მოლეკულებს შორის არის 4. წყლის ყოველ მოლეკულას შეუძლია შექმნას 2 წყალბადის კავშირი ჟანგბადსა და ორ წყალბადის ატომს შორის მოლეკულაში. წყალბადის თითოეულ ატომსა და ახლომდებარე ჟანგბადის ატომებს შორის შეიძლება შეიქმნას დამატებითი ორი კავშირი.

წყალბადის შეერთების შედეგია ის, რომ წყალბადის ობლიგაციებს აქვთ ტენდენრონის მოწყობა თითოეული წყლის მოლეკულის გარშემო, რასაც თოვლის ფანტელების ცნობილ კრისტალურ სტრუქტურებამდე მივყავართ. თხევად წყალში, მიმდებარე მოლეკულებს შორის მანძილი უფრო დიდია და მოლეკულების ენერგია საკმარისად მაღალია, რომ წყალბადის ობლიგაციები ხშირად გაჭიმულია და იშლება. თუმცა, თხევადი წყლის მოლეკულებიც კი საშუალო მნიშვნელობით ტატრატრიკულტურადაა დამოკიდებული. წყალბადის შეერთების გამო, თხევადი წყლის სტრუქტურა წესრიგდება დაბალ ტემპერატურაზე, სხვა სითხისგან შედარებით. წყალბადის შეერთება წყლის მოლეკულებს 15% -ით უახლოვდება, ვიდრე ობლიგაციების არსებობა. ობლიგაციები არის მთავარი მიზეზი იმისა, რომ წყალი აჩვენებს საინტერესო და უჩვეულო ქიმიურ თვისებებს.

  • წყალბადის შეერთება ამცირებს ექსტრემალურ ტემპერატურულ ცვლებს წყლის დიდ სხეულებთან ახლოს.
  • წყალბადის შეერთება ცხოველებს საშუალებას აძლევს გაცივდეს საკუთარი თავი ოფლის გამოყენებით, რადგან ასეთი დიდი რაოდენობით სითბოა საჭირო წყლის წყალბადის კავშირების შესამცირებლად წყლის მოლეკულებს შორის.
  • წყალბადის კავშირი ინარჩუნებს წყალს თხევადი მდგომარეობაში უფრო ფართო ტემპერატურის დიაპაზონში, ვიდრე ნებისმიერი სხვა შედარებით ზომის მოლეკულისთვის.
  • შემაკავშირებელი წყალს აორთქლების განსაკუთრებით მაღალ სითბოს აძლევს, რაც იმას ნიშნავს, რომ საჭიროა მნიშვნელოვანი თერმული ენერგია თხევადი წყლის წყლის ორთქლზე გადასასვლელად.

წყალბადის ობლიგაციები მძიმე წყლის შიგნით უფრო ძლიერია, ვიდრე ჩვეულებრივი წყალბადის (პროტეინის) გამოყენებით. წყალბადის შემაერთებელ წყალში წყალბადის კავშირი ჯერ კიდევ ძლიერია.