Часть И. ОБЩАЯ ХИМИЯ

Раздел 3. ХИМИЧЕСКИЙ СВЯЗЬ

§ 3.6. Водородная связь

Водородная связь - это своеобразный химическую связь. Он может быть межмолекулярным и внутрішньомолекулярним.

Міжмолекулярний водородная связь возникает между молекулами, в состав которых входят водород и сильно электроотрицательный элемент - фтора, кислород, азот, реже хлор, сульфур. Поскольку в такой молекуле общая электронная пара сильно смещена от атома водорода к атому электроотрицательного элемента, а положительный заряд водорода сконцентрирован в малом объеме, то протон взаимодействует с неразделенной электронной парой другого атома или иона, усуспільнюючи ее. В результате образуется другой, слабее связь, получивший название водородного.

Ранее водородная связь сводили к электростатического притяжения между протоном и другой полярной группой. Однако правильнее считать, что на его образование влияет и донорно-акцепторна взаимодействие. Для этого связи характерны направленност в пространстве и насыщаемость.

Обычно водородная связь обозначают точками и этим отмечают, что он намного слабее, чем ковалентная связь (примерно в 15-20 раз). Однако он все же отвечает за ассоциацию молекул. Например, образование димеров (в жидком состоянии они самые стойкие) воды и ацетатной кислоты можно представить схемами:

Как видно из этих примеров, по помощью водородной связи соединенные две молекулы воды, а в случае ацетатной кислоты - две молекулы кислоты с образованием циклической структуры.

Водородная связь влияет на свойства многих веществ. Так, через водородные связи фторид водорода по обычных условиях существует в жидком состоянии (ниже 19,5°С) и содержит молекулы состава от H₂F₂ к H₆F₆. Вследствие водородной связи образуется гідродифторид-ион HF₂ :

Г^- + H - F -> F^- ... - F -> HF₂^-,

который входит в состав солей - гідрофторидів (KHF₂ - гідрофторид калия, NH₄HF₂ - гідрофторид аммония).

Наличием водородных связей объясняется высокая температура кипения воды (100°с) по сравнению с водородными соединениями элементов подгруппы кислорода (H₂S, H₂Se, H₂Том). В случае воды нужно потратить дополнительную энергию для разрушения водородных связей.

Особенно распространены водородные связи в молекулах белков, нуклеиновых кислот и других биологически важных соединений, а поэтому эти связи играют важную роль в химии процессов жизнедеятельности.