Bir hidrojen atomu içeren polar moleküller, hidrojen bağları adı verilen elektrostatik bağlar oluşturabilir. Hidrojen atomu, tek bir proton etrafında tek bir elektrondan oluşması bakımından benzersizdir. Elektron moleküldeki diğer atomlara çekildiğinde, maruz kalan protonun pozitif yükü moleküler polarizasyona neden olur.
Bu mekanizma, bu tür moleküllerin, çoğu bileşiğin temeli olan kovalent ve iyonik bağların üzerinde ve üzerinde güçlü hidrojen bağları oluşturmasına izin verir. Hidrojen bağları, bileşiklere özel özellikler verebilir ve malzemeleri, hidrojen bağları oluşturamayan bileşiklerden daha kararlı hale getirebilir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Bir kovalent bağda bir hidrojen atomu içeren polar moleküller, molekülün bir ucunda negatif, diğer ucunda ise pozitif bir yüke sahiptir. Hidrojen atomundan gelen tek elektron, pozitif yüklü hidrojen protonunu açıkta bırakarak diğer kovalent olarak bağlı atoma göç eder. Proton, diğer elektronlardan biriyle elektrostatik bir bağ oluşturarak diğer moleküllerin negatif yüklü ucuna çekilir. Bu elektrostatik bağa hidrojen bağı denir.
Polar Moleküller Nasıl Oluşur?
Kovalent bağlarda, atomlar kararlı bir bileşik oluşturmak için elektronları paylaşır. Polar olmayan kovalent bağlarda elektronlar eşit olarak paylaşılır. Örneğin, polar olmayan bir peptit bağında elektronlar, karbon-oksijen karbonil grubunun karbon atomu ile nitrojen-hidrojen amid grubunun nitrojen atomu arasında eşit olarak paylaşılır.
Polar moleküller için, bir kovalent bağda paylaşılan elektronlar molekülün bir tarafında toplanırken diğer tarafı pozitif olarak yüklenir. Elektronlar göç eder çünkü atomlardan biri kovalent bağdaki diğer atomlardan daha fazla elektron afinitesine sahiptir. Örneğin, peptit bağının kendisi polar olmasa da, ilişkili proteinin yapısı karbonil grubunun oksijen atomu ile amidin hidrojen atomu arasındaki hidrojen bağlarına grup.
Tipik kovalent bağ konfigürasyonları, dış kabuğunda birkaç elektronu olan atomları, dış kabuğunu tamamlamak için aynı sayıda elektrona ihtiyaç duyanlarla eşleştirir. Atomlar, önceki atomdan ekstra elektronları paylaşır ve her atomun bazen tam bir dış elektron kabuğu vardır.
Çoğu zaman, dış kabuğunu tamamlamak için fazladan elektronlara ihtiyaç duyan atom, elektronları, fazladan elektronları sağlayan atomdan daha güçlü bir şekilde çeker. Bu durumda elektronlar eşit olarak paylaşılmaz ve alıcı atomla daha fazla zaman harcarlar. Sonuç olarak, verici atom pozitif yüklüyken, alıcı atom negatif bir yüke sahip olma eğilimindedir. Bu tür moleküller polarizedir.
Hidrojen Bağları Nasıl Oluşur?
Kovalent olarak bağlı bir hidrojen atomu içeren moleküller, hidrojen atomunun tek elektronu nispeten gevşek tutulduğu için genellikle polarize olur. Hidrojen atomunun pozitif yüklü tek protonunu bir tarafta bırakarak kovalent bağın diğer atomuna kolayca göç eder.
Hidrojen atomu elektronunu kaybettiğinde, güçlü bir elektrostatik bağ oluşturabilir, çünkü diğer atomların aksine, artık pozitif yükü koruyan elektronları yoktur. Proton diğer moleküllerin elektronlarına çekilir ve oluşan bağa hidrojen bağı denir.
Sudaki Hidrojen Bağları
Kimyasal formülü H olan su molekülleri2O, polarizedir ve güçlü hidrojen bağları oluşturur. Tek oksijen atomu, iki hidrojen atomu ile kovalent bağlar oluşturur, ancak elektronları eşit olarak paylaşmaz. İki hidrojen elektronu, zamanlarının çoğunu negatif yüklü hale gelen oksijen atomuyla geçirir. İki hidrojen atomu, pozitif yüklü protonlar haline gelir ve diğer su moleküllerinin oksijen atomlarından gelen elektronlarla hidrojen bağları oluşturur.
Su, molekülleri arasında bu ekstra bağları oluşturduğundan, bazı sıra dışı özelliklere sahiptir. Su, son derece güçlü bir yüzey gerilimine sahiptir, alışılmadık derecede yüksek bir kaynama noktasına sahiptir ve sıvı sudan buhara dönüşmek için çok fazla enerji gerekir. Bu özellikler, polarize moleküllerin hidrojen bağları oluşturduğu malzemeler için tipiktir.