Τι είναι ο δεσμός υδρογόνου;

Ένας δεσμός υδρογόνου είναι ένας σχετικά αδύναμος δεσμός που κάνουν τα άτομα υδρογόνου με τα ηλεκτροαρνητικά άτομα άζωτο, οξυγόνο ή φθορίνη.Οι δεσμοί υδρογόνου είναι ασθενέστεροι από τους ιοντικούς, ομοιοπολικούς και μεταλλικούς δεσμούς, αλλά εξακολουθούν να είναι ήπια από μόνα τους, με ενέργεια συνήθως μεταξύ 5 και 30 kJ/mole.Αντίθετα, οι αδύναμοι ομοιοπολικοί δεσμοί έχουν ενέργεια περίπου 155 kJ/mol.Η δέσμευση υδρογόνου μπορεί να είναι είτε διαμοριακό (μεταξύ μορίων) είτε ενδομοριακής (μεταξύ διαφορετικών τμημάτων ενός μορίου) δεσμού.Αυτός ο τύπος δεσμού μπορεί να εμφανιστεί και στα δύο οργανικά μόρια, όπως το DNA, και τα ανόργανα μόρια, όπως το νερό.Η δέσμευση υδρογόνου είναι εν μέρει υπεύθυνη για τη σύνθετη δευτερογενή και τριτογενή δομή των πρωτεϊνών.

Το πιο πανταχού παρόν και απλούστερο παράδειγμα δεσμού υδρογόνου είναι σε νερό, όπου κάθε μόριο νερού συνδέεται με τέσσερα γειτονικά μόρια νερού μέσω της σύνδεσης υδρογόνου.Το άτομο οξυγόνου σε κάθε μόριο νερού έχει δύο μόνο ηλεκτρόνια που προσφέρουν, τα οποία συνδέονται αμέσως με άτομα υδρογόνου σε άλλα μόρια νερού.Επιπλέον, τα δύο άτομα υδρογόνου που συνδέονται με κάθε δεσμό οξυγόνου με τα μόρια οξυγόνου σε γειτονικά μόρια νερού.Αυτή η διαμοριακή συγκόλληση είναι υπεύθυνη για το σχετικά υψηλό σημείο βρασμού του νερού.Το νερό έχει ένα εξαιρετικά υψηλό σημείο βρασμού σε σχέση με τα υλικά που αποτελούνται από μόρια παρόμοιου μεγέθους.Εάν αυτοί οι δεσμοί δεν υπήρχαν, το νερό θα βράσει σε θερμοκρασία παρόμοια με το διοξείδιο του άνθρακα (το οποίο βράζει στους -78 ° C ή -108,4 ° F) και η ζωή, όπως γνωρίζουμε, θα ήταν αδύνατο.Ο δέκτης δεσμού υδρογόνου, ο άνθρωπος στόχου και ένας δότος δεσμού υδρογόνου, το ίδιο το άτομο υδρογόνου.Μερικές φορές, σε μόρια όπως το χλωροφόρμιο (CHCl

3

), ο άνθρακας μπορεί να εμπλακεί στη δέσμευση υδρογόνου, ειδικά όταν περιβάλλεται από ηλεκτροαρνητικά άτομα όπως το χλώριο.Ένας δεσμός υδρογόνου είναι ασυνήθιστος και συχνά ονομάζεται ηλεκτροστατική αλληλεπίδραση διπολικής διπολικής (μια ασθενής διαμοριακή αλληλεπίδραση), που τον συγκεντρώνει με πιο παροδικούς δεσμούς που προκαλούνται από στιγμιαίες κβαντικές διακυμάνσεις στο ηλεκτρικό φορτίο, αλλά έχει επίσης πολλά χαρακτηριστικά των πολύ ισχυρότερων ομοιοπολικών δεσμών,όπου τα σύννεφα ηλεκτρονίων επικαλύπτονται στην πραγματικότητα άμεσα.Αυτά τα χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν την κατεύθυνση, τη δύναμη, τις διατομικές αποστάσεις παραγωγής μικρότερες από εκείνες που είναι τυπικές στις μεταβατικές αλληλεπιδράσεις van der Waals και ένας περιορισμένος αριθμός συνεργατών αλληλεπίδρασης, ο οποίος είναι διαγνωστικός των ισχυρότερων δεσμών.θερμοκρασία και πίεση.Η αντοχή του δεσμού εξαρτάται επίσης από έναν αριθμό παραγόντων, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας, της γωνίας δεσμού, της πίεσης και του περιβάλλοντος.Στο νερό, το τυπικό μήκος ενός δεσμού υδρογόνου είναι 1,97 Α (197 μ.μ.)