H - Bonding یا پیوند هیدروژنی

هیدروژن ساده ترین عنصر شناخته شده برای انسان است. هر اتم هیدروژن تنها یك پروتون و یك نوترون دارد. هیدروژن عنصری بی رنگ، بی بو، غیر فلز، یک ظرفیتی و گازی دو اتمی، با خاصیت شعله وری فوق العاده بالا است.

هیدروژن در ترکیب بیش از 90 درصد اتم ها وجود دارد. این عنصر در ستاره ها و فرآیند های هم جوشی ستاره ای نیز یافت می شود و نقش مهمی در واکنش پروتون - پروتون و سیکل های کربن - نیتروژن ایفا می کند.  هیدروژن که دارای میزان زیادی انرژی است توسط ترکیبات هیدروژن از هلیم تولید می شود.

منابع هیدروژن:

منابع اصلی هیدروژن موارد زیر هستند:

بخارهای حاصل از سوختن کربن، تجزیه هیدروکربن ها توسط گرما، واکنش های سدیم، هیدروکسید پتاسیم با آلومینیوم، الکترولیز آب یا جانشینی اسید توسط فلزات.

هیدروژن فراوان ترین عنصر در جهان است به طوری که ??? جرم مواد طبیعی از این عنصر ساخته شده و بیش از ??? اتم ‌های تشکیل دهنده آن ها اتم های هیدروژن است.

جاذبه بین مولکولی دربرخی از ترکیبات هیدروژن‌دار به طور غیرعادی قوی است. این جاذبه در ترکیباتی مشاهده می‌ شود که در آن ها بین هیدروژن و عناصری که اندازه کوچک و الکترونگاتیویته زیاد دارند پیوند برقرار می گردد و این مشاهده دانشمندان را بر آن داشت تا نوع دیگری از انرژی بین ملکولی را با نام پیوند هیدروژنی شناسایی و تبیین کنند.

پیوند هیدروژنی بین مولکول های یک نوع ماده و مولکول های دو ماده متفاوت که توانایی تشکیل پیوند هیدروژنی را دارند برقرار می‌شود. اندک بار مثبت اتم هیدروژن باعث جاذبه بین این اتم و اتم های با الکترونگاتیوی بالا مثل فلور ,اکسیژن و نیتروژن می شود.

وقتی اتم هایی با الکترونگاتیوی بالا با هیدروژن پیوند برقرار می کنند، جا به جا شدن یک جفت الکترون به سمت عنصر بسیار الکترونگاتیو نیتروژن، اکسیژن یا فلوئور موجب می‌ شود که این اتم ها دارای بار منفی جزئی شوند. جاذبه ای که بین بار منفی یک اتم الکترونگاتیو از یک ملکول با بار مثبت هیدروژن ملکول مجاور بدست می آید را پیوند هیدروژنی می نامند. در این صورت پیوند هیدروژنی پلی است میان دو اتم شدیدا الکترونگاتیو با با افزایش الکترونگاتیوی اتم متصل به هیدروژن پیوند هیدروژنی قوی تر می شود.

پ

بین مولکول های H- F  پیوند هیدروژنی قوی تر است تا مولکول های NH₃ ، چون الکترونگاتیوی اتم F نسبت به اتم N بیشتر می باشد. در ترکیب های معدنی تنها در چهار ترکیب H₂O₂ , NH₃ , H₂O , HF پیوند هیدروژنی بوجود می آید و در ترکیب های آلی میان الکل ها ، کربوکسیلیک اسیدها ، فنول ها و آمین ها پیوند هیدروژنی بوجود می آید.

یک اتم هیدروژن که از طرفی به طور کووالانسی با یکی از اتم های الکترونگاتیو و از طرف دیگر به طور الکترواستاتیکی (جاذبه مثبت به منفی) با اتم الکترونگاتیو دیگر پیوند یافته است. استحکام پیوند هیدروژنی یک‌ دهم تا یک ‌پنجاهم قدرت یک پیوند کوالانسی متوسط است. اگرچه پیوندهای هیدروژنی ضعیف تر از پیوندهای کووالانسی است اما در میان نیروهای بین مولکولی قوی ترین آن ها به شمار می ‌رود. در تصویر زیر می توانید پیوند هیدروژنی در آب را مشاهده نمایید.

ساده ترین و بهترین مثال از پیوند هیدروژنی در بین مولکول ها، آب است خواص غیر عادی آب در خیلی موارد به خاطر وجود پیوند هیدروژنی در آب است. به عنوان مثال نقطه ی ذوب و انجماد آب، شناوری یخ روی آب. یخ روی آب شناور می ‌ماند زیرا به هنگام انجماد ، منبسط می ‌شود سبب این انبساط پیوند هیدروژنی میان مولکول‌ های آب است.

مرکز یادگیری سایت تبیان

تهیه و تنظیم : طیبه موسیوند