ध्रुवीय अणु हाइड्रोजन बांड कैसे बनाते हैं?

ध्रुवीय अणु जिनमें हाइड्रोजन परमाणु शामिल होता है, वे इलेक्ट्रोस्टैटिक बॉन्ड बना सकते हैं जिन्हें हाइड्रोजन बॉन्ड कहा जाता है। हाइड्रोजन परमाणु इस मायने में अद्वितीय है कि यह एक प्रोटॉन के चारों ओर एक एकल इलेक्ट्रॉन से बना होता है। जब इलेक्ट्रॉन अणु में अन्य परमाणुओं की ओर आकर्षित होता है, तो उजागर प्रोटॉन के धनात्मक आवेश के परिणामस्वरूप आणविक ध्रुवीकरण होता है।

यह तंत्र ऐसे अणुओं को सहसंयोजक और आयनिक बंधों के ऊपर और ऊपर मजबूत हाइड्रोजन बंधन बनाने की अनुमति देता है जो कि अधिकांश यौगिकों का आधार हैं। हाइड्रोजन बांड यौगिकों को विशेष गुण दे सकते हैं और उन यौगिकों की तुलना में सामग्री को अधिक स्थिर बना सकते हैं जो हाइड्रोजन बांड नहीं बना सकते हैं।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

ध्रुवीय अणु जिनमें एक सहसंयोजक बंधन में एक हाइड्रोजन परमाणु शामिल होता है, अणु के एक छोर पर एक नकारात्मक चार्ज होता है और विपरीत छोर पर एक सकारात्मक चार्ज होता है। हाइड्रोजन परमाणु से एकल इलेक्ट्रॉन दूसरे सहसंयोजक बंधित परमाणु की ओर पलायन करता है, जिससे धनावेशित हाइड्रोजन प्रोटॉन उजागर हो जाता है। प्रोटॉन अन्य अणुओं के ऋणात्मक रूप से आवेशित सिरे की ओर आकर्षित होता है, जिससे अन्य इलेक्ट्रॉनों में से एक के साथ इलेक्ट्रोस्टैटिक बंधन बनता है। इस इलेक्ट्रोस्टैटिक बॉन्ड को हाइड्रोजन बॉन्ड कहा जाता है।

सहसंयोजक बंधों में, परमाणु एक स्थिर यौगिक बनाने के लिए इलेक्ट्रॉनों को साझा करते हैं। गैर-ध्रुवीय सहसंयोजक बंधों में, इलेक्ट्रॉनों को समान रूप से साझा किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक गैर-ध्रुवीय पेप्टाइड बंधन में, कार्बन-ऑक्सीजन कार्बोनिल समूह के कार्बन परमाणु और नाइट्रोजन-हाइड्रोजन एमाइड समूह के नाइट्रोजन परमाणु के बीच इलेक्ट्रॉनों को समान रूप से साझा किया जाता है।

ध्रुवीय अणुओं के लिए, एक सहसंयोजक बंधन में साझा किए गए इलेक्ट्रॉन अणु के एक तरफ इकट्ठा होते हैं जबकि दूसरी तरफ सकारात्मक चार्ज हो जाता है। इलेक्ट्रॉन पलायन करते हैं क्योंकि एक परमाणु में सहसंयोजक बंधन के अन्य परमाणुओं की तुलना में इलेक्ट्रॉनों के लिए अधिक आत्मीयता होती है। उदाहरण के लिए, जबकि पेप्टाइड बंधन स्वयं गैर-ध्रुवीय है, संबद्ध प्रोटीन की संरचना देय है कार्बोनिल समूह के ऑक्सीजन परमाणु और एमाइड के हाइड्रोजन परमाणु के बीच हाइड्रोजन बांड के लिए समूह।

विशिष्ट सहसंयोजक बंधन विन्यास उन परमाणुओं को जोड़ते हैं जिनके बाहरी आवरण में कई इलेक्ट्रॉन होते हैं जिन्हें अपने बाहरी आवरण को पूरा करने के लिए समान संख्या में इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है। परमाणु पूर्व परमाणु से अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को साझा करते हैं, और प्रत्येक परमाणु में कुछ समय के लिए एक पूर्ण बाहरी इलेक्ट्रॉन शेल होता है।

अक्सर जिस परमाणु को अपने बाहरी आवरण को पूरा करने के लिए अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है, वह अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को प्रदान करने वाले परमाणु की तुलना में अधिक मजबूती से इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करता है। इस मामले में, इलेक्ट्रॉनों को समान रूप से साझा नहीं किया जाता है, और वे प्राप्त करने वाले परमाणु के साथ अधिक समय बिताते हैं। नतीजतन, प्राप्त करने वाले परमाणु पर ऋणात्मक आवेश होता है जबकि दाता परमाणु पर धनात्मक आवेश होता है। ऐसे अणु ध्रुवीकृत होते हैं।

अणु जिनमें एक सहसंयोजक बंधित हाइड्रोजन परमाणु शामिल होता है, अक्सर ध्रुवीकृत होते हैं क्योंकि हाइड्रोजन परमाणु का एकल इलेक्ट्रॉन तुलनात्मक रूप से शिथिल होता है। यह आसानी से सहसंयोजक बंधन के दूसरे परमाणु में स्थानांतरित हो जाता है, जिससे हाइड्रोजन परमाणु का एकल धनात्मक आवेशित प्रोटॉन एक तरफ रह जाता है।

जब हाइड्रोजन परमाणु अपना इलेक्ट्रॉन खो देता है, तो यह एक मजबूत इलेक्ट्रोस्टैटिक बंधन बना सकता है, क्योंकि अन्य परमाणुओं के विपरीत, इसमें अब कोई भी इलेक्ट्रॉन नहीं है जो धनात्मक आवेश को परिरक्षित करता है। प्रोटॉन अन्य अणुओं के इलेक्ट्रॉनों के प्रति आकर्षित होता है, और परिणामी बंधन को हाइड्रोजन बंधन कहा जाता है।

पानी के अणु, रासायनिक सूत्र H. के साथ₂O, ध्रुवीकृत होते हैं और प्रबल हाइड्रोजन बंध बनाते हैं। एकल ऑक्सीजन परमाणु दो हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ सहसंयोजक बंधन बनाता है लेकिन इलेक्ट्रॉनों को समान रूप से साझा नहीं करता है। दो हाइड्रोजन इलेक्ट्रॉन अपना अधिकांश समय ऑक्सीजन परमाणु के साथ बिताते हैं, जो ऋणात्मक रूप से आवेशित हो जाता है। दो हाइड्रोजन परमाणु धनावेशित प्रोटॉन बन जाते हैं और अन्य पानी के अणुओं के ऑक्सीजन परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों के साथ हाइड्रोजन बंधन बनाते हैं।

चूंकि पानी अपने अणुओं के बीच इन अतिरिक्त बंधनों को बनाता है, इसमें कई असामान्य गुण होते हैं। पानी में असाधारण रूप से मजबूत सतह तनाव होता है, इसमें असामान्य रूप से उच्च क्वथनांक होता है और तरल पानी से भाप में बदलने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। ऐसे गुण उन सामग्रियों के विशिष्ट होते हैं जिनके लिए ध्रुवीकृत अणु हाइड्रोजन बांड बनाते हैं।