Водородная связь против ковалентной связи
Химические связи удерживают атомы и молекулы вместе. Связи важны для определения химического и физического поведения молекул и атомов. Согласно предположению американского химика Г. Н. Льюиса, атомы стабильны, когда они содержат восемь электронов в своей валентной оболочке. Большинство атомов имеют менее восьми электронов в валентных оболочках (кроме благородных газов в группе 18 периодической таблицы); следовательно, они нестабильны. Эти атомы имеют тенденцию вступать в реакцию друг с другом, чтобы стать стабильными. Таким образом, каждый атом может получить электронную конфигурацию благородного газа. Ковалентная связь - одна из таких химических связей, которая соединяет атомы в химических соединениях. Водородные связи - это межмолекулярное притяжение между молекулами.
Водородные связи
Когда водород присоединяется к электроотрицательному атому, например, к фтору, кислороду или азоту, возникает полярная связь. Из-за электроотрицательности электроны в связи будут больше притягиваться к электроотрицательному атому, чем к атому водорода. Следовательно, атом водорода получит частичный положительный заряд, тогда как более электроотрицательный атом получит частичный отрицательный заряд. Когда две молекулы с таким разделением зарядов находятся рядом, между водородом и отрицательно заряженным атомом возникает сила притяжения. Это притяжение известно как водородная связь. Водородные связи относительно сильнее, чем другие дипольные взаимодействия, и они определяют молекулярное поведение. Например, молекулы воды имеют межмолекулярные водородные связи. Одна молекула воды может образовывать четыре водородные связи с другой молекулой воды. Поскольку кислород имеет две неподеленные пары, он может образовывать две водородные связи с положительно заряженным водородом. Тогда две молекулы воды могут быть известны как димеры. Каждая молекула воды может связываться с четырьмя другими молекулами благодаря способности связывать водород. Это приводит к более высокой температуре кипения воды, даже если молекула воды имеет низкую молекулярную массу. Следовательно, энергия, необходимая для разрыва водородных связей, когда они переходят в газовую фазу, высока. Кроме того, водородные связи определяют кристаллическую структуру льда. Уникальное расположение решетки льда помогает ему плавать по воде, а значит, защищает водную жизнь в зимний период. Помимо этого, водородные связи играют жизненно важную роль в биологических системах. Трехмерная структура белков и ДНК основана исключительно на водородных связях. Водородные связи могут быть разрушены нагреванием и механическими силами.
Ковалентные связи
Когда два атома, имеющие одинаковую или очень низкую разницу электроотрицательностей, взаимодействуют вместе, они образуют ковалентную связь, разделяя электроны. Оба атома могут получить электронную конфигурацию благородного газа, разделяя электроны таким образом. Молекула - это продукт, образовавшийся в результате образования ковалентных связей между атомами. Например, когда одни и те же атомы соединяются с образованием молекул, подобных Cl 2, H 2 или P 4, каждый атом связан с другим ковалентной связью. Молекула метана (CH 4) также имеет ковалентные связи между атомами углерода и водорода. Метан является примером молекулы, имеющей ковалентные связи между атомами с очень низкой разностью электроотрицательностей.
В чем разница между водородными и ковалентными связями?
• Ковалентные связи образуются между атомами с образованием молекулы. Между молекулами можно увидеть водородные связи.
• Атом водорода должен быть там, чтобы иметь водородную связь. Ковалентные связи могут возникать между любыми двумя атомами.
• Ковалентные связи прочнее водородных.
• При ковалентной связи электроны распределяются между двумя атомами, но при водородной связи такого разделения не происходит; скорее происходит электростатическое взаимодействие между положительным зарядом и отрицательным зарядом.
