تبلیغات
سلام مدرسه - پیوند هیدروژنی
سه شنبه 13 بهمن 1388

پیوند هیدروژنی

   نوشته شده توسط: اشکان حسین پور    

اطلاعات اولیه

جاذبه بین مولکولی دربرخی از ترکیبات هیدروژن‌دار بطور غیرعادی قوی است. این جاذبه در ترکیباتی مشاهده می‌شود که درآنها بین هیدروژن و عناصری که اندازه کوچک و الکترونگاتیویته زیاد دارند، پیوند هیدروژنی وجود دارد. پیوند هیدروژنی نه تنها بین مولکولهای یک نوع ماده ، بلکه بین مولکولهای دو ماده متفاوت که توانایی تشکیل پیوند هیدروژنی را دارند نیز برقرار می‌شود.

نحوه تشکیل پیوند هیدروژنی

پیوند هیدروژنی بر اثر جاذبه اتم هیدروژن اندک مثبت موجود در یک مولکول و اتم بسیار الکترونگاتیو موجود در مولکول دیگر (یا در محل دیگر همان مولکول اگر مولکول به قدر کافی بزرگ باشد که بتواند روی خود خم شود) تولید می‌گردد. جا به جا شدن یک جفت الکترون به سمت عنصر بسیار الکترونگاتیو نیتروژن ، اکسیژن یا فلوئور موجب می‌شود که این اتمها دارای بار منفی جزئی شوند.

در این صورت پیوند هیدروژنی پلی است میان دو اتم شدیدا الکترونگاتیو با یک اتم هیدروژن که از طرفی بطور کووالانسی با یکی از اتمهای الکترونگاتیو و از طرف دیگر بطور الکترواستاتیکی (جاذبه مثبت به منفی) با اتم الکترونگاتیو دیگر پیوند یافته است. استحکام پیوند هیدروژنی یک‌دهم تا یک‌پنجاهم قدرت یک پیوند کوالانسی متوسط است.

img/daneshnameh_up/6/61/cdfessss.jpg

شرایط تشکیل پیوند هیدروژنی

  • بالا بودن الکترونگاتیوی اتمهای متصل به هیدروژن: برهمین اساس است که فلوئور (الکترونگاتیوترین عنصر) ، قویترین پیوند هیدروژنی و اکسیژن (الکترونگاتیوتر از نیتروژن) ، پیوند هیدروژنی قویتری درمقایسه با نیتروژن تشکیل می‌دهد. همچنین بار مثبت زیاد بر روی اتم هیدروژن ، زوج الکترون مولکول دیگر را بشدت جذب می‌کند و کوچک بودن اندازه اتم هیدروژن سبب می‌شود که ملکول دوم بتواند به آن نزدیک شود.

  • کوچک بودن اتمهای متصل به هیدروژن : پیوند هیدروژنی واقعا مؤثر فقط در ترکیبات فلوئور ، اکسیژن و نیتروژن تشکیل می‌شود. با وجود اینکه دو اتم نیتروژن و کلر ، الکترونگاتیوی برابر دارند، چون اتم کلر از اتم نیتروژن بزرگتر است بر خلاف نیتروژن ، کلر پیوند هیدروژنی ضعیفی تشکیل می‌دهد.

توجیه خواص غیرعادی برخی از مواد

وجود خواص غیرعادی برخی از مواد در حالت جامد یا مایع از جمله بالا بودن دماهای ذوب و جوش ، نشان می‌دهد که نیروهای جاذبه بین مولکولی در آنها به اندازه‌ای زیاد است که نمی‌توان آن را به تأثیرهای متقابل ضعیف بین مولکولی نسبت داد. آشناترین این نوع مواد ، فلوئورید هیدروژن ، آب و آمونیاک است که بسیاری از خواص آنها از جمله دماهای جوش و ذوب آنها از دماهای جوش و ذوب ترکیبهای مشابه خود ، برای مثال بطور غیرمنتظره‌ای بالاتر است.

شاید تصور شود که علت این وضعیت غیر عادی ، قطبیت به نسبت زیاد این مولکولهاست. البته تا اندازه‌ای همین طور است. اما بررسی دقیق این پدیده غیر عادی نشان می‌دهد که باید نیروی جاذبه قویتر از نیروهای جاذبه دوقطبی _ دوقطبی بین مولکولهای آنها برقرار باشد.

اگر به ساختار الکترونی مولکولهای توجه شود، می‌توان به موردهای مشترک بین آنها پی برد. این وجه اشتراک ، وجود دست کم یک پیوند کوالانسی با اتم هیدروژن و یک اوربیتال هیبریدی ناپیوندی دو الکترونی اتم مرکزی بسیار الکترونگاتیو در هر یک از آنهاست.

اتمهای الکترونگاتیوی بالایی دارند با هیدروژن پیوند کوالانسی بشدت قطبی بوجود می‌آورند، بطوری که هیدروژن به میزان قابل توجهی خصلت یک پروتون را پیدا می‌کند. جفت الکترون ناپیوندی و قابل واگذاری روی اتم الکترونگاتیو H ، این امکان را پدید می‌آورد که اتم هیدروژن در نقش پل ، اتم‌های الکترونگاتیو دو مولکول را به یکدیگر متصل کند و نیروی جاذبه‌ بین مولکولی بوجود می‌آید که به پیوند هیدروژنی مرسوم است.

خواص ترکیبات دارای پیوند کووالانسی

ترکیباتی که مولکولهای آنها از طریق پیوند هیدروژنی به همدیگر پیوسته‌اند، علاوه بر دارا بودن نقاط جوش بالا ، بطور غیرعادی در دمای بالا ذوب می‌شوند و آنتالپی تبخیر ، آنتالپی ذوب و گرانروی آنها زیاد است.

علت شناور بودن یخ

یخ روی آب شناور می‌ماند، زیرا به هنگام انجماد ، منبسط می‌شود. سبب این انبساط پیوند هیدروژنی میان مولکول‌های خمیده آب است ساختار خمیده یا زاویه‌ای مولکول آب ناشی از آرایش چهار وجهی چهار جفت الکترون در لایه ظرفیت یک اتم است. ساختار زاویه‌ای مولکول آب و پیوند هیدروژنی میان مولکولهای آب به آن معنی است که هر مولکول آب می‌تواند حداکثر با چهار مولکول آب دیگر پیوند هیدروژنی داشته باشد.

پس آب مایع را می‌توان به صورت خوشه‌هایی از مولکولهای آب تصورکرد، خوشه‌هایی که با پیوند هیدروژنی از مولکولهای آب ساخته شده‌اند و دائم در حال حرکتند. شمار مولکولها در هر خوشه و سرعت حرکت خوشه‌ها به دما بستگی دارد. با سرد شدن آب ، مجموعه‌هایی از مولکولهای آب که بسرعت در حرکت‌اند، کند می‌شوند و در نقطه انجماد به یکدیگر قلاب شده ساختمان سه بعدی منبسط شده‌ای را بوجود می‌آورند. این ساختمان گسترده‌تر موجب می‌شود که تراکم یخ کمتر از آب باشد.

ذوب شدن یخ در حدود 15% انرژی پیوند‌های هیدروژنی را می‌شکند و این امر سبب فرو ریختن ساختار می‌شود. در نتیجه مایعی متراکم حاصل می گردد.

img/daneshnameh_up/3/3e/gggggggggy.gif

چرا نقطه جوش آب بالا است؟

خاصیت عجیب دیگر آب ، نقطه جوش نسبتا زیاد آن است. تقریبا تمام ترکیبات هیدروژن‌دار مجاور اکسیژن و اعضای خانواده آن یعنی در دمای اتاق به حالت گازی هستند. اما آب مایع است. برای آنکه یک مولکول به حالت بخار در آید، باید انرژی جذب کند تا بتواند خود را از قید مولکولهای دیگر آزاد کند. چون آب مایع با پیوند هیدروژنی به صورت خوشه‌هایی از مولکول‌ها در می‌آید، برای شکسته شدن پیوند‌های هیدروژنی آن ، انرژی زیادی لازم است.

اما همه پیوندهای هیدروژنی شکسته نمی‌شوند و خوشه‌هایی از مولکولهای آب حتی در نزدیکی 1000 درجه سانتیگراد هنوز وجود دارند. وقتی آب گرم می‌شود، آشفتگی گرمایی پیوند هیدروژنی را می‌گسلد تا آنکه در بخار آب ، فقط جزء کوچکی از شمار پیوندهای هیدروژنی موجود در آب مایع یا جامد باقی می‌ماند. اگر پیوند محکم میان مولکولی از قبیل پیوند هیدروژنی وجود نداشته باشد، مواد معمولا بنا به جرم مولکولی خود به جوش می‌آیند.

جرم‌های مولکولی بزرگتر برای جوش آمدن به دمای زیادتری نیازمندند. عمدتا به این دلیل که ابرهای الکترونی بزرگتر آسانتر و پیچیده می‌شوند و این امر ، منجر به نیروهای لاندن بین مولکولی قویتر می‌شود.

کاربردهای پیوند هیدروژنی

پیوندهای هیدروژنی در بسیاری از مواد یافت می‌شوند. پدیده‌هایی از قبیل چسبناک شدن آب‌نبات سفت ، دیرتر خشک شدن الیاف پنبه‌ای از الیاف نایلونی‌ ، نرم شدن پوست با نایلون ، ناهنجارهای ظاهری در ماهیت آب ، همگی ناشی از همین پیوندهای هیدروژنی است.

پیوند هیدروژنی در تعیین ساختار و خواص مولکولهای سیستم‌های زنده نقش اساسی دارد. اجزای مارپیچ آلفا در ساختار پروتئین‌ها و اجزای مارپیچ دوگانه در ساختار DNA توسط پیوند هیدروژنی بهم می‌پیوندند. تشکیل و گسسته شدن پیوندهای هیدروژنی در تقسیم یافتن و سنتز پروتئین‌ها توسط آن دارای اهمیت اساسی است.


http://lighcogagg.strikingly.com/
دوشنبه 3 تیر 1398 ساعت 02 و 47 دقیقه و 26 ثانیه

You revealed that well.
cialis kaufen bankberweisung cialis 20mg prix en pharmacie cialis para que sirve cialis 5 mg schweiz where do you buy cialis cialis generique 5 mg dosagem ideal cialis cialis official site preis cialis 20mg schweiz buy name brand cialis on line
http://memgeofren.strikingly.com/
یکشنبه 2 تیر 1398 ساعت 10 و 54 دقیقه و 01 ثانیه

Truly lots of valuable info.
cialis 100mg suppliers cialis cost tadalafil 20mg cialis taglich cialis tadalafil buy cialis online legal cialis coupons printable generic cialis at the pharmacy free cialis cialis lilly tadalafi
Cialis pills
شنبه 1 تیر 1398 ساعت 20 و 15 دقیقه و 29 ثانیه

Helpful info. Appreciate it.
cialis super acti cialis for sale cialis prices in england bulk cialis link for you cialis price cialis en mexico precio cialis generico in farmacia cialis online cialis preise schweiz cialis rckenschmerzen
http://kestworlfor.strikingly.com/
شنبه 1 تیر 1398 ساعت 03 و 19 دقیقه و 56 ثانیه

Kudos, Very good stuff.
generic cialis pill online free cialis cialis 5 mg para diabeticos cialis australian price cialis 5mg billiger comprar cialis navarr brand cialis generic comprar cialis 10 espa241a cialis 20 mg cost we recommend cialis best buy
http://sufrihugh.strikingly.com/
جمعه 31 خرداد 1398 ساعت 11 و 12 دقیقه و 43 ثانیه

You made your point.
miglior cialis generico only here cialis pills weblink price cialis cialis canadian drugs if a woman takes a mans cialis cialis billig tadalafil 20mg cialis qualitat rezeptfrei cialis apotheke low dose cialis blood pressure
Buy cialis online
پنجشنبه 30 خرداد 1398 ساعت 18 و 41 دقیقه و 26 ثانیه

Thank you, A good amount of data!

generic cialis 20mg tablets ou trouver cialis sur le net cialis tadalafil online cialis 5 mg tesco price cialis 200 cialis coupon tadalafil 20mg cialis 20 mg effectiveness buy cialis online legal cialis flussig
http://cabacding.strikingly.com/
پنجشنبه 30 خرداد 1398 ساعت 00 و 20 دقیقه و 57 ثانیه

Thanks a lot. I like it!
cialis preise schweiz cialis taglich buy name brand cialis on line we recommend cheapest cialis cialis lilly tadalafi cialis canada cialis price in bangalore cialis 5 mg cialis 5 mg para diabeticos we use it 50 mg cialis dose
Cialis online
چهارشنبه 29 خرداد 1398 ساعت 07 و 37 دقیقه و 52 ثانیه

Thanks. I value this.
buy cheap cialis in uk generic cialis levitra cialis soft tabs for sale warnings for cialis click now cialis from canada generic cialis canadian discount cialis cialis generico milano cilas buy name brand cialis on line
http://tentero.strikingly.com/
سه شنبه 28 خرداد 1398 ساعت 09 و 12 دقیقه و 50 ثانیه

With thanks! Ample information!

cialis herbs prezzo di cialis in bulgaria cialis y deporte callus cialis coupon import cialis cialis pills price each canadian drugs generic cialis cialis 100mg suppliers generic for cialis
order cialis paypal
دوشنبه 27 خرداد 1398 ساعت 18 و 05 دقیقه و 29 ثانیه

Amazing lots of amazing knowledge.
side effects of cialis cialis dosage amounts cialis 20 mg cost cialis australian price generic cialis at walmart cialis qualitat cialis en 24 hora tadalafil 5mg cialis for daily use cialis 20 mg
http://rolsworsent.strikingly.com/
دوشنبه 27 خرداد 1398 ساعت 03 و 04 دقیقه و 00 ثانیه

Amazing tons of wonderful advice.
cialis pills in singapore callus price cialis per pill we like it cialis price cialis generika in deutschland kaufen walgreens price for cialis cialis patentablauf in deutschland purchasing cialis on the internet venta cialis en espaa cialis generika in deutschland kaufen
http://inphigos.strikingly.com/
یکشنبه 26 خرداد 1398 ساعت 13 و 30 دقیقه و 23 ثانیه

Nicely put, With thanks!
acheter cialis meilleur pri cialis prices cialis manufacturer coupon cialis herbs cialis 5 mg schweiz cialis canada on line cialis efficacit cialis prezzo in linea basso how do cialis pills work click now buy cialis brand
Online cialis
شنبه 25 خرداد 1398 ساعت 09 و 26 دقیقه و 52 ثانیه

Point certainly utilized!!
we choice free trial of cialis side effects of cialis rx cialis para comprar where to buy cialis in ontario tadalafil 5mg cost of cialis cvs cialis tablets cialis pills buy cialis online cheapest cialis for sale
cost of cialis
جمعه 24 خرداد 1398 ساعت 19 و 27 دقیقه و 06 ثانیه

You actually mentioned that effectively!
cialis for sale south africa cialis price in bangalore cialis 5 mg scheda tecnica generic cialis pro cialis pills boards cialis preise schweiz cialis 100 mg 30 tablet bulk cialis we recommend cialis info we use it cialis online store
Cialis prices
جمعه 24 خرداد 1398 ساعت 04 و 50 دقیقه و 40 ثانیه

Excellent advice. Cheers.
only best offers cialis use canadian drugs generic cialis we choice cialis uk tadalafil tablets generic cialis at walmart buying cialis in colombia buy online cialis 5mg cialis generico online cialis rckenschmerzen cialis generico in farmacia
Cialis online
پنجشنبه 23 خرداد 1398 ساعت 14 و 42 دقیقه و 23 ثانیه

You explained this wonderfully.
online prescriptions cialis cialis pills boards comprar cialis navarr tadalafil viagra vs cialis vs levitra prix cialis once a da cialis kaufen cialis venta a domicilio tadalafil 20 mg cialis coupon
http://rowbequa.strikingly.com/
پنجشنبه 23 خرداد 1398 ساعت 01 و 10 دقیقه و 15 ثانیه

You suggested this adequately!
cialis 100mg suppliers cialis for daily use get cheap cialis cialis online nederland cialis baratos compran uk achat cialis en europe cialis alternative effetti del cialis how much does a cialis cost cialis pills price each
http://cialisvie.com/
سه شنبه 21 خرداد 1398 ساعت 04 و 58 دقیقه و 36 ثانیه

Fine facts. With thanks!
cialis official site cialis sale online cialis professional from usa cilas price cialis best generic cialis 20mg uk cialis tadalafil online cialis generico canada discount drugs cialis 5 mg cialis coupon printable
cialisvie.com
شنبه 18 خرداد 1398 ساعت 17 و 48 دقیقه و 44 ثانیه

Superb facts. Thank you.
cialis 20 mg effectiveness cialis farmacias guadalajara acquisto online cialis cialis generico lilly only best offers 100mg cialis cialis tablets australia generico cialis mexico canadian discount cialis cialis manufacturer coupon cialis coupons
Cialis 20 Mg Best Price
سه شنبه 13 فروردین 1398 ساعت 16 و 26 دقیقه و 52 ثانیه
crfgdgt commander tadalafil belgique http://cialissom.com/ order cheap cialis [url=http://cialissom.com]discount cialis[/url] walgreens tadalafil 20mg price
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر