А. Ф. Новиков строение вещества
жүктеу/скачать 2,4 Mb. Pdf көрінісі
|
| Водородная связь
В соединениях водорода с сильно электроотрицательными атомами электронная плотность в значительной степени смещается от водорода к 53 ним, оставляя практически не экранированный электроном положительно заряженный протон, создающий вокруг себя относительно сильное электрическое поле. Другие молекулы, оказавшиеся в сфере действия неэкранированного протона, ориентируются таким образом, чтобы электроотрицательный атом в соседней молекуле располагается ближе к атому водорода в первой молекуле. Поэтому данный тип связи получил название водородной связи. Характерно, что атом водорода способен координировать возле себя не только один атом. В частности, в упоминавшемся молекулярном ионе HF 2 – осуществляется водородная связь: F – - - - H → F . Подобное взаимодействие может приводить при определенных условиях к формированию более или менее протяженных цепей. Энергия водородной связи в названном молекулярном ионе составляет 113,4 кДж/моль – величина, значительно превосходящая энергию для прочих видов межмолекулярных взаимодействий. Особый интерес и практическое значение имеет водородная связь в жидкой и твердой воде (лед). Энергия связи здесь несколько ниже – 21,0 кДж/моль. На рис.38 представлена пространственная структура воды, возникающая в результате осуществления водородной связи. Обращает на себя внимание тетраэдрическая координация атомов. Примечательно, что спиральные молекулы ДНК соединяются попарно, давая зарождение нового организма, именно при посредстве водородной связи (рис.39). Названные виды межмолекулярных связей действуют, разумеется, не по отдельности: в каждом соединении можно выделить некоторый вклад ориентационного, индукционного или дисперсионного взаимодействия, либо же преобладание, например, водородной связи. В частности, в воде связь между молекулами на 80 % водородная, а на 18 % – дисперсионная. В аммиаке – 40 % и 55 %, соответственно, остальное – индукционное взаимодействие. Рис.38 |