Δεσμός υδρογόνου εναντίον ομοιοπολικού δεσμού
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 από τα 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. Ο ομοιοπολικός δεσμός είναι ένας τέτοιος χημικός δεσμός που συνδέει άτομα σε χημικές ενώσεις. Οι δεσμοί υδρογόνου είναι διαμοριακές έλξεις μεταξύ μορίων.
Δεσμοί Υδρογόνου
Όταν το υδρογόνο συνδέεται με ένα ηλεκτραρνητικό άτομο όπως το φθόριο, το οξυγόνο ή το άζωτο, θα προκύψει ένας πολικός δεσμός. Λόγω της ηλεκτραρνητικότητας, τα ηλεκτρόνια του δεσμού θα έλκονται περισσότερο από το ηλεκτραρνητικό άτομο παρά από το άτομο υδρογόνου. Επομένως, το άτομο υδρογόνου θα λάβει μερικό θετικό φορτίο, ενώ το πιο ηλεκτραρνητικό άτομο θα λάβει μερικό αρνητικό φορτίο. Όταν δύο μόρια που έχουν αυτόν τον διαχωρισμό φορτίου είναι κοντά, θα υπάρχει μια δύναμη έλξης μεταξύ του υδρογόνου και του αρνητικά φορτισμένου ατόμου. Αυτή η έλξη είναι γνωστή ως δεσμός 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 τα δύο μόρια νερού μπορούν να είναι γνωστά ως διμερές. Κάθε μόριο νερού μπορεί να συνδεθεί με τέσσερα άλλα μόρια λόγω της ικανότητας σύνδεσης υδρογόνου. Αυτό 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. 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 προστατεύει την υδρόβια ζωή 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. Οι δεσμοί υδρογόνου μπορούν να καταστραφούν από τη θέρμανση και τις μηχανικές δυνάμεις.
Ομοιοπολικοί δεσμοί
Όταν δύο άτομα με παρόμοια ή πολύ χαμηλή διαφορά ηλεκτραρνητικότητας αντιδρούν μαζί, σχηματίζουν έναν ομοιοπολικό δεσμό μοιράζοντας ηλεκτρόνια. Και τα δύο άτομα μπορούν να αποκτήσουν την ηλεκτρονική διαμόρφωση ευγενούς αερίου μοιράζοντας ηλεκτρόνια με αυτόν τον τρόπο. Μόριο είναι το προϊόν που προκύπτει από το σχηματισμό ομοιοπολικών δεσμών μεταξύ των ατόμων. Για παράδειγμα, όταν τα ίδια άτομα ενώνονται για να σχηματίσουν μόρια όπως Cl2, H2 ή P4, κάθε άτομο συνδέεται με ένα άλλο με ομοιοπολικό δεσμό. Το μόριο μεθανίου (CH4) έχει επίσης ομοιοπολικούς δεσμούς μεταξύ ατόμων άνθρακα και υδρογόνου. Το μεθάνιο είναι ένα παράδειγμα για ένα μόριο που έχει ομοιοπολικούς δεσμούς μεταξύ ατόμων με πολύ χαμηλή διαφορά ηλεκτραρνητικότητας.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ υδρογόνου και ομοιοπολικού δεσμού;
• Ομοιοπολικοί δεσμοί προκύπτουν μεταξύ των ατόμων για την παραγωγή ενός μορίου. Οι δεσμοί υδρογόνου μπορούν να φανούν μεταξύ των μορίων.
• Το άτομο υδρογόνου πρέπει να υπάρχει για να έχει δεσμό υδρογόνου. Ομοιοπολικοί δεσμοί μπορούν να προκύψουν μεταξύ οποιωνδήποτε δύο ατόμων.
• Οι ομοιοπολικοί δεσμοί είναι ισχυρότεροι από τους δεσμούς υδρογόνου.
• Στους ομοιοπολικούς δεσμούς, τα ηλεκτρόνια μοιράζονται μεταξύ δύο ατόμων, αλλά, σε δεσμούς υδρογόνου, αυτό το είδος κοινής χρήσης δεν λαμβάνει χώρα. εμφανίζεται μάλλον μια ηλεκτροστατική αλληλεπίδραση μεταξύ ενός θετικού φορτίου και ενός αρνητικού φορτίου.
