Bir molekülün pozitif ucu diğerinin negatif ucuna çekildiğinde bir hidrojen bağı oluşur. Konsept, zıt kutupların birbirini çektiği manyetik çekime benzer. Hidrojenin bir protonu ve bir elektronu vardır. Bu, elektron eksikliğine sahip olduğu için hidrojeni elektriksel olarak pozitif bir atom yapar. Onu stabilize etmek için enerji kabuğuna başka bir elektron eklemeye çalışır.
Hidrojen bağının nasıl oluştuğunu anlamak için iki terim önemlidir: elektronegatiflik ve dipol. Elektronegatiflik, bir atomun bir bağ oluşturmak için elektronları kendine çekme eğiliminin ölçüsüdür. Dipol, bir moleküldeki pozitif ve negatif yüklerin ayrılmasıdır. Bir dipol-dipol etkileşimi, bir polar molekülün pozitif ucu ile başka bir polar molekülün negatif ucu arasındaki çekici bir kuvvettir.
Hidrojen en çok flor, karbon, nitrojen veya oksijen gibi kendisinden daha elektronegatif elementlere çekilir. Hidrojen yükün daha pozitif ucunu korurken, bir molekülde bir dipol oluşur. elektron, negatif yükün daha fazla olacağı elektronegatif elemente doğru çekilir. konsantre.
Hidrojen bağları, biyolojik koşullar altında kolayca oluşup parçalandıkları için kovalent veya iyonik bağlardan daha zayıftır. Polar olmayan kovalent bağlara sahip moleküller hidrojen bağı oluşturmazlar. Ancak polar kovalent bağlara sahip herhangi bir bileşik, bir hidrojen bağı oluşturabilir.
Hidrojen bağlarının oluşumu biyolojik sistemlerde önemlidir çünkü bağlar, nükleik asitler ve proteinler gibi büyük makromoleküllerin yapısını ve şeklini stabilize eder ve belirler. Bu tür bağlanma, DNA ve RNA gibi biyolojik yapılarda meydana gelir. Bu bağ suda çok önemlidir çünkü su molekülleri arasında onları bir arada tutmak için var olan kuvvet budur.
Hem sıvı hem de katı buz olarak, su molekülleri arasındaki hidrojen bağı oluşumu, moleküler kütleyi bir arada tutmak için çekici kuvveti sağlar. Moleküller arası hidrojen bağı suyun yüksek kaynama noktasından sorumludur çünkü kaynama başlamadan önce bağları kırmak için gereken enerji miktarını arttırır. Hidrojen bağı, su moleküllerini donduğunda kristaller oluşturmaya zorlar. Su moleküllerinin pozitif ve negatif uçları, pozitif uçların su moleküllerini çekmesine izin veren bir dizide kendilerini yönlendirmesi gerektiğinden. Moleküllerin negatif uçları, buz kristalinin kafesi veya çerçevesi, sıvı form kadar sıkı bir şekilde birbirine geçmez ve buzun içinde yüzmesine izin verir. Su.
Proteinlerin 3-D yapısı, enzimleri içerenler gibi biyolojik reaksiyonlarda çok önemlidir. bir veya daha fazla proteinin şeklinin, bir kilit ve anahtar gibi enzimlerdeki açıklıklara uyması gereken yer mekanizma. Hidrojen bağı, bu proteinlerin bükülmesine, katlanmasına ve gerektiğinde proteinin biyolojik aktivitesini belirleyen çeşitli şekillere uymasına izin verir. Bu, DNA'da çok önemlidir, çünkü hidrojen bağlarının oluşumu, molekülün çift sarmal oluşumunu üstlenmesini sağlar.