Водородная связь реферат по химии

Особенности водородной связи. Водородная связь — глобальное явление, охватывающее всю химию. В отличие от обычных химических связей, Н-связь появляется не в результате целенаправленного синтеза, а возникает в подходящих условиях сама и проявляется в виде межмолекулярных или внутримолекулярных взаимодействий. ХИМИЯ Отличительная черта водородной связи — сравнительно низкая прочность, ее энергия в 5—10 раз ниже, чем энергия химической связи.

Свойства и методы получения простых эфиров, которые, согласно тривиальной номенклатуре называют по радикалам, связанным с атомом кислорода, добавляя слово "эфир". Межмолекулярная дегидратация спиртов, алкоксимеркурирование алкенов и реакция Вильямсона. Особенности воздействия этанола на человеческий организм. Промышленное применение метилового спирта. Водородная связь между молекулами спирта и воды.

Водородная химическая связь

Особенности водородной связи. Водородная связь — глобальное явление, охватывающее всю химию. В отличие от обычных химических связей, Н-связь появляется не в результате целенаправленного синтеза, а возникает в подходящих условиях сама и проявляется в виде межмолекулярных или внутримолекулярных взаимодействий.

ХИМИЯ Отличительная черта водородной связи — сравнительно низкая прочность, ее энергия в 5—10 раз ниже, чем энергия химической связи. По энергии она занимает промежуточное положение между химическими связями и Ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями, теми, что удерживают молекулы в твердой или жидкой фазе. В образовании Н-связи определяющую роль играет электроотрицательность участвующих в связи атомов — способность оттягивать на себя электроны химической связи от атома — партнера, участвующего в этой связи.

Также по теме: ВОДОРОД Возникший частичный положительный заряд на атоме водорода позволяет ему притягивать другую молекулу, также содержащую электроотрицательный элемент, таким образом, основную долю в образование Н-связи вносят электростатические взаимодействия.

Атом А, химически связанный с Н, называют донором протона лат. Латимер и Р. Родебуш в , для того, чтобы объяснить высокие температуры кипения воды, спиртов, жидкого HF и некоторых других соединений. Сопоставляя температуры кипения родственных соединений Н2O, Н2S, Н2Se, и Н2Te, они обратили внимание на то, что первый член этого ряда — вода — кипит намного выше, чем это следовало из той закономерности, которую образовали остальные члены ряда.

При кипении жидкости разрушаются только Ван-дер-Ваальсовы взаимодействия, те, что удерживают молекулы в жидкой фазе. Если температуры кипения неожиданно высокие, то, следовательно, молекулы связаны дополнительно еще какими-то силами. В данном случае это и есть водородные связи. Точно также повышенная температура кипения спиртов в сравнении с соединениями, не содержащими группу -ОН — результат образования водородных связей.

В настоящее время надежный способ обнаружить Н-связи дают спектральные методы чаще всего инфракрасная спектроскопия. Спектральные характеристики групп АН, связанных водородными связями, заметно отличаются от тех случаев, когда такая связь отсутствует. Кроме того, если структурные исследования показывают, что расстояние между атомами Б — Н меньше суммы Ван-дер-Ваальсовых радиусов, то считают, что присутствие Н-связи установлено. Помимо повышенной температуры кипения водородные связи проявляются себя также при формировании кристаллической структуры вещества, повышая его температуру плавления.

В кристаллической структуре льда Н-связи образуют объемную сетку, при этом молекулы воды располагаются таким образом, чтобы атомы водорода одной молекулы были направлены к атомам кислорода соседних молекул: Борная кислота В ОН 3 имеет слоистую кристаллическую структуру, каждая молекула связана водородными связями с тремя другими молекулами. Упаковка молекул в слое образует паркетный узор, собранный из шестиугольников: Большинство органических веществ не растворимо в воде, когда такое правило нарушается, то, чаще всего, это результат вмешательства водородных связей.

Они же, чаще всего, выступают в роли акцепторов атом Б. Благодаря этому некоторые органические вещества, содержащие O и N в роли атома Б, могут растворяться в воде роль атома А исполняет кислород воды. Существует эмпирическое правило: если органическое вещество содержит не более трех атомов углерода на один атом кислорода, то оно легко растворяется в воде: Бензол весьма незначительно растворим в воде, но если заменить одну группу СН на N, то получим пиридин С5Н5N, который смешивается с водой в любых соотношениях.

Важную роль играют водородные связи в полимерах и биополимерах. В целлюлозе — основном компоненте древесины — гидроксильные группы, расположены в виде боковых групп полимерной цепи, собранной из циклических фрагментов. Несмотря на сравнительно слабую энергию каждой отдельной Н-связи, их взаимодействие на всем протяжении полимерной молекулы приводит к столь мощному межмолекулярному взаимодействию, что растворение целлюлозы становится возможным лишь при использовании экзотического высокополярного растворителя — реактива Швейцера аммиачный комплекс гидроксида меди.

Аналогичным образом происходит объединение параллельно уложенных полимерных цепочек в белках, однако Н-связи предоставляют белковым молекулам также иной способ упаковки — в виде спирали, при этом витки спирали закреплены все теми же водородными связями, возникающими между карбонильной и аминогруппой: В молекуле ДНК записана вся информация о конкретном живом организме в виде чередующихся циклических фрагментов, содержащих карбонильные и аминогруппы.

Таких фрагментов четыре типа: аденин, тимин, цитозин и гуанин. Они расположены в виде боковых подвесков вдоль всей полимерной молекулы ДНК. Порядок чередования этих фрагментов определяет индивидуальность каждого живого существа. Для того, чтобы такая связь возникла в ряде случае необходимо участие мощного донора протона, например, трифторуксусной кислоты. На первой стадии см. Все превращения обратимы, в зависимости от температуры протон может передвигаться либо к металлу, либо к своему донору — аниону кислоты.

На второй стадии металл комплекс II принимает протон, а вместе с ним положительный заряд и становится катионом. Образуется обычное ионное соединение как NaCl. Однако, перейдя к металлу, протон сохраняет свою постоянную тягу к различным акцепторам, в данном случае к аниону кислоты.

Михаил Левицкий.

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Водородная связь. Типы и свойства водородной связи.

Водородная связь образуется между электроотрицательными атомами, из которых Причину особых физических и химических свойств воды авторы. Водородную связь относят к числу слабых химических взаимодействий. Энергия водородной связи обычно лежит в пределах от 10 до 30 кДж/моль, хотя.

Природа[ править править код ] Часто водородную связь рассматривают как электростатическое взаимодействие, усиленное небольшим размером водорода, которое разрешает близость взаимодействующих диполей. Особенностями водородной связи, по которым её выделяют в отдельный вид, является её не очень высокая прочность [2] , её распространенность и важность, особенно в органических соединениях [3] , а также некоторые побочные эффекты, связанные с малыми размерами и отсутствием дополнительных электронов у водорода. История[ править править код ] В книге The Nature of Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals Лайнуса Полинга , впервые изданной в году, первое упоминание водородной связи приписывается Муру и Винмиллу. Они использовали водородную связь, чтобы обосновать факт, что гидроксид триметиламмония является более слабым основанием , чем гидроксид тетраметиламмония. Однако этой энергии достаточно, чтобы вызвать ассоциацию молекул, то есть их объединение в димеры или полимеры. Именно ассоциация молекул служит причиной аномально высоких температур плавления и кипения таких веществ, как фтороводород , вода , аммиак. Связь этого типа, хотя и слабее ионной и ковалентной связей, играет очень важную роль во внутри- и межмолекулярных взаимодействиях. Водородные связи во многом обусловливают физические свойства воды и многих органических жидкостей спирты, карбоновые кислоты, амиды карбоновых кислот, сложные эфиры.

Наличие водородной связи обуславливает физические и химические свойства вещества. В частности определяет температуру плавления, кипения, растворимость, кислотность.

Одним из таких видов связи является водородная связь, возникающая между молекулами, в состав которых входит водород и элемент с высокой электроотрицательностью, связанный с атомом водорода ковалентной полярной связью общая электронная пара смещена к более электроотрицательному атому, а атом водорода становится частично положительно заряженным : HF; H2O; NH3; HCl; H2S и проч. Понятие электроотрицательности способности атомов в химических связях притягивать к себе электроны впервые в практику ввел в году американский химик Л. Химики чаще пользуются относительными значениями электроотрицательности, при этом абсолютные величины электроотрицательности, определенные различными методами, несколько отличны друг от друга.

Металлическая и водородная химические связи

В случае с водородом этот заряд позволяет ему взаимодействовать с другим атомом. У второго атома должны присутствовать неподеленные электронные пары, которые позволят ему взаимодействовать с водородом. Механизм образования связи схож с ковалентной и может быть рассмотрен в качестве ее варианта. Водородная связь Это связь, образующаяся между атомом водорода, который уже связан с атомом, имеющим высокую электроотрицательность, и другим электроотрицательным атомом. Можно представить структуру обсуждаемого явления так: сравнительно большие электроотрицательные атомы — это двое взрослых, которые держат за руки малыша-водорода.

ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ

Водородная связь Введение Помимо различных гетерополярных и гомеополярных связей, существует еще один особый вид связи, который в последние два десятилетия привлекает все большее внимание химиков. Это так называемая водородная связь. Оказалось, что атом водорода может образовывать связь между двумя электроотрицательными атомами F, О, N, реже Сl и S. Известны случаи, когда эту связь образует водородный атом, связанный с атомом углерода в соединениях типа НСХ3, где X — электроотрицательный атом или группа например, в HCN, фторуглеводородах. Хотя в настоящее время природа водородной связи еще до конца не выяснена, однако определённое представление о ней уже можно составить. Водородная связь образуется между электроотрицательными атомами, из которых хотя бы один имеет свободную электронную пару, например: Водородная связь — глобальное явление, охватывающее всю химию. Сущность и природа водородной связи Первую научную трактовку водородной связи дали в году В. Латимер и В. Родебуш, работавшие в лаборатории Г.

.

.

.

.

.

.

.

.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Водородная связь. Самоподготовка к ЕГЭ и ЦТ по химии
Похожие публикации