מה גורם להידבקות במימן?

קשירת מימן מתרחשת בין א מימן אטום ו אטום אלקטרוני (למשל חמצן, פלואור, כלור). הקשר חלש יותר מאשר קשר יוני או קשר קוולנטי, אך חזק יותר כוחות של ואן דר וואלס (5 עד 30 ק"ג / מול). קשר מימן מסווג כסוג של קשר כימי חלש.

הסיבה קשירת מימן מתרחש מכיוון שהאלקטרון אינו משותף באופן שווה בין אטום מימן לאטום טעון שלילי. למימן בקשר יש עדיין אלקטרון אחד בלבד, בעוד שהוא לוקח שני אלקטרונים לזוג אלקטרונים יציב. התוצאה היא כי אטום המימן נושא מטען חיובי חלש, ולכן הוא נמשך לאטומים שעדיין נושאים מטען שלילי. מסיבה זו, קשירת מימן אינה מתרחשת במולקולות עם קשרים קוולנטיים לא פולאריים. לכל תרכובת עם קשרים קוולנטים קוטביים יש פוטנציאל ליצור קשרי מימן.

קשרי מימן יכולים להיווצר בתוך מולקולה או בין אטומים במולקולות שונות. למרות שמולקולה אורגנית אינה נדרשת לקשירת מימן, התופעה חשובה ביותר במערכות ביולוגיות. דוגמאות לקשירת מימן כוללות:

• בין שתי מולקולות מים
• מחזיקים שני קווצות DNA יחד ליצירת סליל כפול
• חיזוק פולימרים (למשל יחידה חוזרת שעוזרת להתגבש ניילון)
• יצירת מבנים משניים בחלבונים, כגון אלפא סליל וגיליון בטא קפלים
instagram viewer
• בין סיבים בבד, שיכולים לגרום ל היווצרות קמטים
• בין נוגדן לבין נוגדן
• בין אנזים למצע
• קשירה של גורמי שעתוק ל- DNA

קשרי מימן מהווים כמה תכונות חשובות של מים. למרות שקשר מימן חזק רק ב -5% כמו קשר קוולנטי, זה מספיק כדי לייצב מולקולות מים.

• קשירת מימן גורמת למים להישאר נוזליים בטווח טמפרטורות רחב.
• מכיוון שנדרש אנרגיה נוספת בכדי לשבור קשרי מימן, למים יש חום אידוי גבוה במיוחד. למים יש נקודת רתיחה גבוהה בהרבה מהידרידים אחרים.

ישנן השלכות חשובות רבות של ההשפעות של קשירת מימן בין מולקולות מים:

• קשירת מימן הופכת את הקרח לצפוף פחות ממים נוזליים קרח צף על מים.
• השפעת קשירת המימן על חום של אידוי עוזר להפוך את הזיעה לאמצעי יעיל להורדת הטמפרטורה לבעלי חיים.
• ההשפעה על קיבולת החום פירושה שמגן מגן מפני שינויי טמפרטורה קיצוניים ליד גופי מים גדולים או סביבות לחות. מים עוזרים בוויסות הטמפרטורה בקנה מידה עולמי.

קשירת מימן היא המשמעותית ביותר בין מימן לאטומים אלקטרוניים מאוד. אורך הקשר הכימי תלוי בחוזק, בלחץ ובטמפרטורה שלו. זווית הקשר תלויה במין הכימי הספציפי המעורב בקישור. חוזקם של קשרי מימן נע בין חלש מאוד (1–2 kJ mol -1) לחזק מאוד (161.5 kJ mol − 1). דוגמה כלשהי אנטלפיה באדים הם:

F − H…: F (161.5 kJ / mol או 38.6 kcal / mol)
O − H...: N (29 kJ / mol או 6.9 kcal / mol)
O − H...: O (21 ק"ג / מול או 5.0 קק"ל / מול)
N − H...: N (13 kJ / mol או 3.1 kcal / mol)
N − H…: O (8 kJ / mol או 1.9 kcal / mol)
HO − H…: OH₃⁺ (18 ק"ג / מול או 4.3 קק"ל / מול)

_הפניות

_{לארסון, ג'. W.; מקמהון, ט. ב. (1984). "יוני גז ביהלידים ושל פסבדוביאלייד. קביעת תהודה ציקלוטרון-יונית של אנרגיות של קשר מימן בסוגי XHY (X, Y = F, Cl, Br, CN) ". כימיה אורגנית 23 (14): 2029-2033.}

_{אמסלי, ג'. (1980). "אג"ח מימן חזקות מאוד". ביקורות על החברה הכימית 9 (1): 91–124.
עומר מרקוביץ 'ונועם אגמון (2007). "מבנה ואנרגיה של קליפות הידרוניום ההידרוניום". י. פיז. כימ. 111 (12): 2253–2256.}