Η βασική διαφορά μεταξύ δεσμού υδρογόνου και ιοντικού δεσμού είναι ότι υπάρχει ιοντικός δεσμός μεταξύ μόνιμων ανιόντων και κατιόντων, ενώ δεσμοί υδρογόνου υπάρχουν μεταξύ μερικών θετικών και μερικών αρνητικών φορτίων.
Οι χημικοί δεσμοί συγκρατούν άτομα και μόρια μαζί. Οι δεσμοί είναι σημαντικοί για τον προσδιορισμό της χημικής και φυσικής συμπεριφοράς των μορίων και των ατόμων. Όπως προτείνει ο Αμερικανός χημικός G. N. Lewis, τα άτομα είναι σταθερά όταν περιέχουν οκτώ ηλεκτρόνια στο κέλυφος σθένους τους. Τα περισσότερα άτομα έχουν λιγότερα από οκτώ ηλεκτρόνια στο κέλυφος σθένους τους (εκτός από τα ευγενή αέρια στην ομάδα 18 του περιοδικού πίνακα). ως εκ τούτου, δεν είναι σταθερά. Αυτά τα άτομα τείνουν να αντιδρούν μεταξύ τους για να γίνουν σταθερά. Έτσι, κάθε άτομο μπορεί να επιτύχει μια ηλεκτρονική διαμόρφωση ευγενούς αερίου. Οι ιοντικοί δεσμοί είναι ένας τέτοιος χημικός δεσμός, ο οποίος συνδέει άτομα σε χημικές ενώσεις. Οι δεσμοί υδρογόνου είναι διαμοριακές έλξεις μεταξύ μορίων.
Τι είναι ο δεσμός υδρογόνου;
Όταν το υδρογόνο συνδέεται με ένα ηλεκτραρνητικό άτομο όπως το φθόριο, το οξυγόνο ή το άζωτο, θα δημιουργήσει έναν πολικό δεσμό. Λόγω της ηλεκτραρνητικότητας, τα ηλεκτρόνια του δεσμού έλκονται περισσότερο από το ηλεκτραρνητικό άτομο παρά από το άτομο υδρογόνου. Επομένως, το άτομο υδρογόνου θα λάβει ένα μερικό θετικό φορτίο, ενώ το πιο ηλεκτραρνητικό άτομο θα λάβει ένα μερικό αρνητικό φορτίο. Όταν δύο μόρια που έχουν αυτόν τον διαχωρισμό φορτίου βρίσκονται κοντά, μια δύναμη έλξης αυξάνεται μεταξύ του υδρογόνου και του αρνητικά φορτισμένου ατόμου. Αυτό το ονομάζουμε δεσμό υδρογόνου.
Οι δεσμοί υδρογόνου είναι σχετικά ισχυρότεροι από άλλες διπολικές αλληλεπιδράσεις και καθορίζουν τη μοριακή συμπεριφορά. Για παράδειγμα, τα μόρια του νερού έχουν διαμοριακούς δεσμούς υδρογόνου. Ένα μόριο νερού μπορεί να σχηματίσει τέσσερις δεσμούς υδρογόνου με ένα άλλο μόριο νερού. Δεδομένου ότι το οξυγόνο έχει δύο μόνα ζεύγη, μπορεί να σχηματίσει δύο δεσμούς υδρογόνου με θετικά φορτισμένο υδρογόνο. Τότε, μπορούμε να ονομάσουμε τα δύο μόρια νερού ως διμερές. Κάθε μόριο νερού μπορεί να συνδεθεί με τέσσερα άλλα μόρια λόγω της ικανότητας σύνδεσης υδρογόνου. Έχει ως αποτέλεσμα υψηλότερο σημείο βρασμού για το νερό, παρόλο που ένα μόριο νερού έχει χαμηλό μοριακό βάρος. Επομένως, η ενέργεια που απαιτείται για τη διάσπαση των δεσμών υδρογόνου όταν πηγαίνουν στην αέρια φάση είναι υψηλή.
Εικόνα 01: Δεσμοί υδρογόνου μεταξύ μορίων νερού
Επιπλέον, οι δεσμοί υδρογόνου καθορίζουν την κρυσταλλική δομή του πάγου. Η μοναδική διάταξη του πλέγματος πάγου το βοηθά να επιπλέει στο νερό. ως εκ τούτου, την προστασία της υδρόβιας ζωής κατά τη χειμερινή περίοδο. Εκτός από αυτό, ο δεσμός υδρογόνου παίζει ζωτικό ρόλο στα βιολογικά συστήματα. Η τρισδιάστατη δομή των πρωτεϊνών και του DNA βασίζεται αποκλειστικά σε δεσμούς υδρογόνου. Επιπλέον, οι δεσμοί υδρογόνου μπορούν να καταστραφούν από τη θέρμανση και τις μηχανικές δυνάμεις.
Τι είναι ο ιωνικός δεσμός;
Τα άτομα μπορούν να αποκτήσουν ή να χάσουν ηλεκτρόνια και να σχηματίσουν αρνητικά ή θετικά φορτισμένα σωματίδια, αντίστοιχα. Αυτά τα σωματίδια ονομάζονται ιόντα. Υπάρχουν ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ιόντων. Ο ιονικός δεσμός είναι η ελκτική δύναμη μεταξύ αυτών των αντίθετα φορτισμένων ιόντων. Η ισχύς των ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από τις τιμές ηλεκτραρνητικότητας των ατόμων σε έναν ιοντικό δεσμό. Η ηλεκτροαρνητικότητα δίνει μια μέτρηση της συγγένειας των ατόμων για τα ηλεκτρόνια. Ένα άτομο με υψηλή ηλεκτραρνητικότητα μπορεί να προσελκύσει ηλεκτρόνια από ένα άτομο με χαμηλή ηλεκτραρνητικότητα για να σχηματίσει έναν ιοντικό δεσμό.
Εικόνα 02: Σχηματισμός ιοντικού δεσμού σε χλωριούχο νάτριο
Για παράδειγμα, το χλωριούχο νάτριο έχει έναν ιοντικό δεσμό μεταξύ ιόντων νατρίου και ιόντος χλωρίου. Το νάτριο είναι μέταλλο. Ως εκ τούτου, έχει πολύ χαμηλή ηλεκτραρνητικότητα (0,9) σε σύγκριση με το Χλώριο (3,0). Λόγω αυτής της διαφοράς ηλεκτραρνητικότητας, το χλώριο μπορεί να προσελκύσει ένα ηλεκτρόνιο από το νάτριο και να σχηματίσει ιόντα Cl- και Na+. Εξαιτίας αυτού, και τα δύο άτομα αποκτούν τη σταθερή ηλεκτρονική διαμόρφωση ευγενούς αερίου. Το Cl- και το Na+ συγκρατούνται μαζί με πολύ ισχυρές ελκτικές ηλεκτροστατικές δυνάμεις, σχηματίζοντας έτσι έναν ιοντικό δεσμό.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του δεσμού υδρογόνου και του ιοντικού δεσμού;
Οι δεσμοί υδρογόνου είναι διαμοριακές έλξεις ενώ οι ιοντικοί δεσμοί είναι ελκυστικές ηλεκτροστατικές δυνάμεις. Η βασική διαφορά μεταξύ δεσμού υδρογόνου και ιοντικού δεσμού είναι ότι υπάρχει ιοντικός δεσμός μεταξύ μόνιμων ανιόντων και κατιόντων, ενώ δεσμοί υδρογόνου υπάρχουν μεταξύ μερικών θετικών και μερικών αρνητικών φορτίων. Επιπλέον, οι ιοντικοί δεσμοί είναι ισχυρότεροι από τους δεσμούς υδρογόνου.
Επιπλέον, οι δεσμοί υδρογόνου εμφανίζονται όταν υπάρχει ένα άτομο υδρογόνου και ένα ηλεκτραρνητικό άτομο, ενώ οι ιοντικοί δεσμοί εμφανίζονται μεταξύ οποιουδήποτε ατόμου μετάλλου και μη μετάλλου. Έτσι, αυτή είναι μια σημαντική διαφορά μεταξύ δεσμού υδρογόνου και ιοντικού δεσμού. Επιπλέον, μια περαιτέρω διαφορά μεταξύ του δεσμού υδρογόνου και του ιοντικού δεσμού είναι ότι οι δεσμοί υδρογόνου είναι εύκολο να σπάσουν επειδή είναι είτε διαμοριακές είτε ενδομοριακές δυνάμεις έλξης, αλλά οι ιοντικοί δεσμοί είναι ισχυροί χημικοί δεσμοί που είναι δύσκολο να σπάσουν.
Σύνοψη – Δεσμός υδρογόνου και ιοντικός δεσμός
Οι ιοντικοί δεσμοί εμφανίζονται εντός ιοντικών ενώσεων. Οι δεσμοί υδρογόνου είναι διαμοριακούς δεσμούς. Η βασική διαφορά μεταξύ δεσμού υδρογόνου και ιοντικού δεσμού είναι ότι υπάρχει ιοντικός δεσμός μεταξύ μόνιμων ανιόντων και κατιόντων, ενώ δεσμοί υδρογόνου υπάρχουν μεταξύ μερικών θετικών και μερικών αρνητικών φορτίων.
