Hidrojen bağlı moleküllerin bazı örnekleri

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


Hidrojen bağları, oksijen, nitrojen, kükürt veya bazı halojenlere hidrojen bağı olan polar molekülleri ve aynı zamanda serbest veya ortak olmayan elektron çiftleri ile aynı atomlara sahip olan diğer molekülleri bir arada tutan çok yoğun bir moleküller arası etkileşim türüdür. . Hidrojen bağı, üç merkezin iki yüksek elektronegatiflik atomu ve ikisi arasında köprü görevi gören bir hidrojen atomu olduğu üç merkezli bir kovalent bağ olarak tanımlanabilir, bu nedenle bu tür bir bağa eskiden hidrojen bağı etkileşimi denirdi. .

Dipol-dipol çekim kuvvetleri ve London dispersiyon kuvvetleri dahil olmak üzere tüm moleküller arası kuvvetler arasında hidrojen bağları en güçlüsüdür ve su veya etanol gibi düşük moleküler ağırlıklı bileşiklerin yüksek kaynama noktasından sorumludur. Ayrıca bazı alkoller ve gliserin gibi polioller dahil olmak üzere bilinen suda en çok çözünen maddelerin çoğunun çözünürlüğünden de sorumludurlar.

Hidrojen bağları nasıl oluşur?

Hidrojen bağları, aynı olabilen veya olmayabilen, ancak hidrojen bağı oluşumunda iki farklı role hizmet eden iki fonksiyonel grup arasında oluşturulur .

hidrojen bağı donör grupları

Bir yandan, bir hidrojen bağının oluşması için bir molekülün hidrojen veren bir gruba sahip olması gerekir. Bu genellikle oksijen, nitrojen, halojen veya kükürt atomu gibi bir elektronegatif atoma kovalent olarak bağlanmış en az bir hidrojen atomu içeren bir gruptan oluşur . Bu gruplar, hidrojen bağının bir parçası olan hidrojen atomuna katkıda bulunanlardır, bu nedenle donör gruplar olarak adlandırılırlar.

hidrojen bağı kabul eden gruplar

Alıcı gruplar, yukarıda belirtilenler arasında en az bir elektronegatif atom içeren, en az bir çift serbest veya paylaşılmamış elektron içeren fonksiyonel gruplardır. Bu elektron çifti, bu atomun hidrojen verici grubun polarize hidrojenine bağlanmak için kullandığı elektron çiftidir.

Bir molekülün alıcı grubu diğerinin aynı alıcı grubu olabilir. Örneğin, bir hidroksil grubuna (–OH) sahip bir molekül, aşağıdaki görüntüde gösterildiği gibi, bu grubu bir hidrojen bağında verici olarak ve ayrıca iki hidrojen bağının alıcısı olarak bir alıcı grup olarak kullanabilir.

Hidrojen Bağlı Molekül Örnekleri

Öte yandan, yüksek elektronegatif atomlara sahip polar gruplara sahip olan ve hidrojen bağlarının alıcısı olarak işlev görebilen ancak donör olarak hareket etmeyen moleküller de vardır, bu nedenle bu bileşikler, yapabildikleri halde diğer benzer moleküller ile moleküller arası hidrojen bağları oluşturamazlar. donör grupları olan diğer moleküllerle hidrojen bağları.

Aşağıdaki görüntü, hidrojen bağları oluşturabilen çeşitli gruplara sahip, bazıları donör, diğerleri alıcı ve diğer ikisi de olan bir molekül örneğini göstermektedir:

Hidrojen Bağlı Molekül Örnekleri

Hidrojen Bağlı Molekül Örnekleri

su

Su, birçok hidrojen bağı oluşturabilen küçük bir moleküldür. İki O-H bağı vardır, bu nedenle her su molekülü, donör olarak iki hidrojen bağı oluşturabilir. Ek olarak, oksijen atomunun iki ortaklanmamış elektron çifti vardır, bu nedenle alıcı olarak iki hidrojen bağı da oluşturabilir, böylece her su molekülü toplam dört hidrojen bağı oluşturabilir.

Hidrojen Bağlı Molekül Örnekleri

hidrojen florid

Hidrojen florür veya HF, oldukça polarize bir F-H bağına sahiptir (aslında, var olan en polarize hidrojen bağıdır). Buna ek olarak, flor atomu üç ek yalnız elektron çiftine sahiptir, bu nedenle hidrojen atomu için bir alıcı olarak üç hidrojen bağı oluşturabilir. Bu nedenle HF toplamda dört hidrojen bağı oluşturabilir. Bununla birlikte, her HF molekülü donör olarak yalnızca bir bağ oluşturabileceğinden, bir HF molekülü numunesi her biri ortalama olarak yalnızca iki hidrojen bağı oluşturabilecektir.

etanol

Etanol veya etil alkol, suyla ilgili organik bir bileşiktir. Var olan ve yapısında bir hidrojen bağışlayabilen ve toplam üç eşzamanlı hidrojen bağı oluşturmak için iki tane alabilen bir hidroksil grubuna sahip olan en basit ikinci alkoldür. Her etanol molekülü bu çözücü ile çoklu hidrojen bağları oluşturabildiğinden, bu yetenek etanolü suyla karışabilir (tüm oranlarda çözünür) yapar.

metilamin

Metilamin en basit birincil amindir. CH3NH2 formülüne sahip amino grubu içeren organik bir bileşiktir .

Hidrojen Bağlı Molekül Örnekleri

Bu grubun iki N-H bağı vardır ve nitrojen ayrıca bir çift eşleşmemiş elektrona sahiptir, bu nedenle bu bileşik, ikisi hidrojen atomunun vericisi ve biri alıcı olarak olmak üzere aynı anda üç hidrojen bağı oluşturabilir.

Amonyak

Alkoller için su neyse, aminler için de amonyak odur. Üç N-H bağına sahip olan NH3 formülüne sahip inorganik bir bileşiktir , nitrojen ise yalnızca bir çift yalnız elektrona sahiptir.

Hidrojen Bağlı Molekül Örnekleri

Sonuç olarak, HF durumunda olduğu gibi, amonyak aynı anda toplam dört hidrojen bağı oluşturabilir, ancak amonyak molekülleri arasında, biri verici ve diğeri alıcı olarak olmak üzere ortalama olarak yalnızca iki hidrojen bağı oluşabilir. tüm donör grupları için yeterli alıcı grup olması.

su ile metanol

Etanol ile aynı nedenlerden dolayı, metanol diğer metanol molekülleri ile hidrojen bağları oluşturabilir, fakat aynı zamanda su molekülleri ile üç adede kadar hidrojen bağı oluşturabilir.

Hidrojen Bağlı Molekül Örnekleri

Bu, metanolün su ile de karışabilir olmasını sağlar ve metanol-su çözeltileri her oranda hazırlanabilir.

asetonlu etanol

Aseton , bir karbonil grubuna (C=O) bağlı iki metil grubuna sahip C3H6O formülüne sahip organik bir bileşiktir . O–H, N–H, S–H veya X–H bağları olmayan (X bir halojeni temsil eder), aseton molekülü bir hidrojen bağı vericisi gibi davranamaz. Bu nedenle aseton kendisi ile moleküller arası hidrojen bağı oluşturamaz.

Bununla birlikte, karbonil grubunun oksijen atomunun iki ortaklanmamış elektron çifti vardır, bu nedenle aseton iki hidrojen bağı alabilir. Bu, asetonun bir su molekülü veya bir etanol molekülü gibi donör gruplara sahip moleküllerle hidrojen bağları oluşturabileceği anlamına gelir. Bu nedenle aseton etanolde çözünür ve bunun tersi de geçerlidir.

amonyak ile piridin

Piridin, ortaklanmamış bir çift elektrona sahip olan ve ayrıca bileşiğin aromatikliğinden taviz vermeyen halkanın bir kısmını oluşturan nitrojene sahip heterosiklik aromatik bir bileşik örneğidir. Bu bir öncekine benzer bir durumdur, çünkü hidrojenleri O, N, S veya X’e bağlı gruplara sahip değildir, hidrojen bağında donör molekül görevi göremez, ancak nitrojen alıcı görevi görebilir. Bu nedenle piridin, amonyak gibi diğer donör moleküllerle hidrojen bağları oluşturabilir.

Pürinler ve pirimidinler

Yaşam, büyük ölçüde milyonlarca hidrojen bağının oluşumu sayesinde suda gelişir ve gelişir. Proteinlerin ikincil, üçüncül ve dördüncül yapılarının çoğu hidrojen bağına bağlıdır ve aynı şey genetik materyalimizin yapısı için de geçerlidir. Bu nükleik asitlerin azotlu bazlarını oluşturan pürinler ve pirimidinler arasında oluşan hidrojen bağları sayesinde hem DNA hem de RNA tamamlayıcı dizi zincirleri oluşturabilir.

Örneğin nükleosit adenosinin azotlu bazını oluşturan adenin, bir pürin olan timidin içinde timin ile iki hidrojen bağı oluşturur.

Hidrojen Bağlı Molekül Örnekleri

Öte yandan, başka bir pürin olan guanin içeren bir nükleosit olan guanozin, sitidinin bir parçası olan sitozin ile üç hidrojen bağı oluşturur.

Hidrojen Bağlı Molekül Örnekleri

Referanslar

Autino, JC, Romanelli, G. ve Ruiz, DM (2013). Organik Kimyaya Giriş . doğal. http://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/31664/AUTINO;jsessionid=E23F9652B115BE6B103B485DAD3FA964?sequence=1

Carey, F. (2021). Organik Kimya (9. baskı ). MCGRAW HILL EĞİTİMİ.

Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS ve Herranz, ZR (2020). Kimya (10. baskı ). McGraw-Hill Eğitimi.

Dereka, B., Yu, Q., Lewis, NHC, Carpenter, WB, Bowman, JM ve Tokmakoff, A. (2021). Hidrojenden kimyasal bağa geçiş. Bilim , 371 (6525), 160–164. https://www.science.org/doi/10.1126/science.abe1951

Pérez O., J. ve Merino, M. (2021). Hidrojen bağının tanımı — Definition.de . Tanımı. https://definicion.de/hidrojen köprüsü/

Williams, LD (son). Moleküler Etkileşimler . Georgia Tech. https://ww2.chemistry.gatech.edu/%7Elw26/structure/molecular_interactions_espanol/Interacciones_Moleculares.html

-Reklamcılık-

mm
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados