हाइड्रोजन बंधित अणुओं के कुछ उदाहरण

हाइड्रोजन बॉन्ड एक प्रकार की बहुत तीव्र इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन है जो ध्रुवीय अणुओं को एक साथ रखता है जिनमें हाइड्रोजन ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, सल्फर, या कुछ हैलोजन से जुड़ा होता है, और किसी भी अन्य अणु से भी होता है जिसमें मुक्त या इलेक्ट्रॉनों के जोड़े के साथ समान परमाणु होते हैं। . हाइड्रोजन बॉन्ड को तीन-केंद्रित सहसंयोजक बंधन के रूप में वर्णित किया जा सकता है जिसमें तीन केंद्र दो उच्च-विद्युतऋणात्मकता वाले परमाणु होते हैं और एक हाइड्रोजन परमाणु दोनों के बीच एक सेतु के रूप में कार्य करता है, यही कारण है कि इस प्रकार के बंधन को हाइड्रोजन बॉन्ड इंटरेक्शन कहा जाता है। .

द्विध्रुव-द्विध्रुव आकर्षण बलों और लंदन फैलाव बलों सहित सभी अंतःआणविक बलों में, हाइड्रोजन बांड सबसे मजबूत होते हैं और कम आणविक भार वाले यौगिकों के उच्च क्वथनांक के लिए जिम्मेदार होते हैं, जैसे कि पानी या इथेनॉल। वे अधिकांश पानी में घुलनशील पदार्थों की घुलनशीलता के लिए भी जिम्मेदार हैं, जिनमें कुछ अल्कोहल और ग्लिसरीन जैसे पॉलीओल्स शामिल हैं।

हाइड्रोजन बांड कैसे बनते हैं?

हाइड्रोजन बॉन्ड दो कार्यात्मक समूहों के बीच बनते हैं जो समान हो सकते हैं या नहीं भी हो सकते हैं, लेकिन हाइड्रोजन बॉन्ड के निर्माण में दो अलग-अलग भूमिकाएँ निभाते हैं।

हाइड्रोजन बांड दाता समूह

एक ओर, हाइड्रोजन बंधन बनाने के लिए, एक अणु को हाइड्रोजन-दान करने वाले समूह की आवश्यकता होती है। इसमें आमतौर पर एक समूह होता है जिसमें कम से कम एक हाइड्रोजन परमाणु होता है जो एक इलेक्ट्रोनगेटिव परमाणु जैसे ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, हलोजन या सल्फर परमाणु से जुड़ा होता है। ये समूह वे हैं जो हाइड्रोजन परमाणु का योगदान करते हैं जो हाइड्रोजन बंधन का हिस्सा है, यही कारण है कि उन्हें दाता समूह कहा जाता है।

हाइड्रोजन बांड स्वीकार करने वाले समूह

स्वीकर्ता समूह कार्यात्मक समूह होते हैं जिनमें ऊपर वर्णित कम से कम एक इलेक्ट्रोनगेटिव परमाणु होता है, जिसमें कम से कम एक जोड़ी मुक्त या गैर-साझा इलेक्ट्रॉन होते हैं। इलेक्ट्रॉनों की यह जोड़ी वे हैं जो यह परमाणु हाइड्रोजन दाता समूह के ध्रुवीकृत हाइड्रोजन से बंधने के लिए उपयोग करता है।

एक अणु का ग्राही समूह दूसरे का वही ग्राही समूह हो सकता है। उदाहरण के लिए, एक अणु जिसमें एक हाइड्रॉक्सिल समूह (-OH) है, उस समूह को एक हाइड्रोजन बंधन में दाता के रूप में उपयोग कर सकता है, साथ ही दो हाइड्रोजन बांडों के स्वीकर्ता, एक स्वीकर्ता समूह के रूप में कार्य कर सकता है, जैसा कि निम्नलिखित छवि में दिखाया गया है।

दूसरी ओर, ऐसे अणु भी होते हैं जिनमें अत्यधिक विद्युतीय परमाणुओं के साथ ध्रुवीय समूह होते हैं जो हाइड्रोजन बॉन्ड के स्वीकर्ता के रूप में कार्य कर सकते हैं लेकिन दाताओं के रूप में नहीं, यही कारण है कि ये यौगिक अन्य समान अणुओं के साथ इंटरमॉलिक्युलर हाइड्रोजन बॉन्ड नहीं बना सकते हैं, हालांकि वे बना सकते हैं। दाता समूहों वाले अन्य अणुओं के साथ हाइड्रोजन बंधन।

निम्नलिखित छवि एक अणु का उदाहरण दिखाती है जिसमें विभिन्न समूह हाइड्रोजन बांड बनाने में सक्षम हैं, कुछ दाता के रूप में, अन्य स्वीकर्ता के रूप में और दूसरा दोनों के रूप में:

हाइड्रोजन बंधित अणुओं के उदाहरण

पानी

पानी एक छोटा अणु है जो कई हाइड्रोजन बांड बना सकता है। इसमें दो O-H बंध होते हैं, इसलिए प्रत्येक जल अणु दाता के रूप में दो हाइड्रोजन बंध बना सकता है। इसके अतिरिक्त, ऑक्सीजन परमाणु में इलेक्ट्रॉनों के दो अविभाजित जोड़े होते हैं, इसलिए यह एक स्वीकर्ता के रूप में दो हाइड्रोजन बांड भी बना सकता है, इसलिए प्रत्येक पानी का अणु कुल चार हाइड्रोजन बांड बना सकता है।

हाइड्रोजिन फ्लोराइड

हाइड्रोजन फ्लोराइड या एचएफ में अत्यधिक ध्रुवीकृत एफ-एच बंधन है (वास्तव में, यह अस्तित्व में सबसे अधिक ध्रुवीकृत हाइड्रोजन बंधन है)। इसके अलावा, फ्लोरीन परमाणु में तीन अतिरिक्त एकाकी इलेक्ट्रॉन जोड़े होते हैं, इसलिए यह हाइड्रोजन परमाणु के लिए एक स्वीकर्ता के रूप में तीन हाइड्रोजन बांड बना सकता है। इस कारण से, HF कुल मिलाकर चार हाइड्रोजन बांड बना सकता है। हालांकि, चूंकि प्रत्येक एचएफ अणु एक दाता के रूप में केवल एक बंधन बना सकता है, इसलिए एचएफ अणुओं का एक नमूना केवल औसतन दो हाइड्रोजन बांड बनाने में सक्षम होगा।

इथेनॉल

इथेनॉल या एथिल अल्कोहल पानी से संबंधित एक कार्बनिक यौगिक है। यह दूसरी सबसे सरल अल्कोहल है जो मौजूद है और इसकी संरचना में एक हाइड्रॉक्सिल समूह है जो एक हाइड्रोजन दान कर सकता है और कुल तीन एक साथ हाइड्रोजन बांड बनाने के लिए दो प्राप्त कर सकता है। यह क्षमता पानी के साथ इथेनॉल को मिश्रणीय (सभी अनुपातों में घुलनशील) बनाती है, क्योंकि प्रत्येक इथेनॉल अणु इस विलायक के साथ कई हाइड्रोजन बांड बना सकता है।

मिथाइलमाइन

मेथिलऐमीन सरलतम प्राथमिक ऐमीन है। _{यह CH3} NH2 सूत्र वाला एक कार्बनिक यौगिक है जिसमें _एक अमीनो समूह होता है।

इस समूह में दो N-H बांड हैं और नाइट्रोजन में भी अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी है, इसलिए यह यौगिक एक साथ तीन हाइड्रोजन बांड बना सकता है, दो हाइड्रोजन परमाणु के दाता के रूप में और एक स्वीकर्ता के रूप में।

अमोनिया

एमाइन के लिए अमोनिया वही है जो एल्कोहल के लिए पानी है। यह एक अकार्बनिक यौगिक है जिसका सूत्र NH3 है _{जिसमें} तीन N-H बंध होते हैं जबकि नाइट्रोजन में केवल एक अकेला इलेक्ट्रॉन युग्म होता है।

नतीजतन, और एचएफ के मामले में, अमोनिया कुल चार एक साथ हाइड्रोजन बांड बना सकता है, लेकिन अमोनिया के अणुओं के बीच, औसतन केवल दो हाइड्रोजन बांड बन सकते हैं, एक दाता के रूप में और एक स्वीकर्ता के रूप में। सभी दाता समूहों के लिए पर्याप्त स्वीकर्ता समूह हों।

पानी के साथ मेथनॉल

इथेनॉल के समान कारणों से, मेथनॉल अन्य मेथनॉल अणुओं के साथ हाइड्रोजन बॉन्ड बना सकता है, लेकिन यह पानी के अणुओं के साथ तीन हाइड्रोजन बॉन्ड भी बना सकता है।

यह मेथनॉल को पानी के साथ भी गलत बनाता है, और मेथनॉल-पानी के घोल को किसी भी अनुपात में तैयार किया जा सकता है।

एसीटोन के साथ इथेनॉल

एसीटोन एक कार्बनिक यौगिक है जिसका सूत्र _{C3H6O है} , जिसमें कार्बोनिल समूह (C=O) से जुड़े दो मिथाइल समूह हैं । कोई O-H, N-H, S-H, या X-H बॉन्ड नहीं होने से (X हैलोजन का प्रतिनिधित्व करता है), एसीटोन अणु हाइड्रोजन बॉन्ड डोनर के रूप में कार्य नहीं कर सकता है। इस कारण से, एसीटोन स्वयं के साथ इंटरमॉलिक्युलर हाइड्रोजन बॉन्ड नहीं बना सकता है।

हालांकि, कार्बोनिल समूह के ऑक्सीजन परमाणु में इलेक्ट्रॉनों के दो अविभाजित जोड़े हैं, इसलिए एसीटोन दो हाइड्रोजन बांड प्राप्त कर सकता है। इसका मतलब यह है कि एसीटोन उन अणुओं के साथ हाइड्रोजन बंधन बना सकता है जिनमें दाता समूह होते हैं, जैसे कि पानी के अणु या इथेनॉल अणु के साथ। इस कारण से, एसीटोन इथेनॉल में घुलनशील है और इसके विपरीत।

अमोनिया के साथ पाइरीडीन

पाइरीडीन एक हेट्रोसायक्लिक एरोमैटिक यौगिक का एक उदाहरण है, जिसमें रिंग का एक नाइट्रोजन बनाने वाला हिस्सा होता है, जिसमें इलेक्ट्रॉनों की एक साझा जोड़ी नहीं होती है और यौगिक की सुगंधितता से भी समझौता नहीं किया जाता है। यह पिछले वाले के समान मामला है, क्योंकि इसमें O, N, S या X से जुड़े हाइड्रोजन वाले समूह नहीं हैं, यह हाइड्रोजन बांड में दाता अणु के रूप में कार्य नहीं कर सकता है, लेकिन नाइट्रोजन एक स्वीकर्ता के रूप में कार्य कर सकता है। इस कारण से, पिरिडीन अमोनिया जैसे अन्य दाता अणुओं के साथ हाइड्रोजन बंधन बना सकता है।

प्यूरीन और पाइरीमिडीन

जीवन पानी में विकसित और पनपता है, मोटे तौर पर लाखों हाइड्रोजन बांड के गठन के लिए धन्यवाद। प्रोटीन की अधिकांश द्वितीयक, तृतीयक और चतुर्धातुक संरचना हाइड्रोजन बॉन्डिंग के कारण होती है, और यही बात हमारी आनुवंशिक सामग्री की संरचना के बारे में भी सच है। डीएनए और आरएनए दोनों पूरक अनुक्रमों की श्रृंखला बना सकते हैं, हाइड्रोजन बॉन्ड के लिए धन्यवाद जो प्यूरीन और पाइरीमिडाइन के बीच बनते हैं जो इन न्यूक्लिक एसिड के नाइट्रोजनस बेस बनाते हैं।

उदाहरण के लिए, एडेनाइन, जो न्यूक्लियोसाइड एडेनोसाइन के नाइट्रोजनस आधार बनाता है, थाइमिडीन में थाइमिन के साथ दो हाइड्रोजन बंधन बनाता है, जो एक प्यूरीन है।

दूसरी ओर, ग्वानोसिन, जो एक न्यूक्लियोसाइड है जिसमें ग्वानिन होता है, एक अन्य प्यूरीन, साइटोसिन के साथ तीन हाइड्रोजन बॉन्ड बनाता है, जो साइटिडिन का हिस्सा है।

संदर्भ

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