Liên kết Hydrogen được hình thành như thế nào?

Câu trả lời chính xác nhất: Liên kết hiđro là tương tác tĩnh điện yếu giữa phần tử hiđro mang điện tích dương với phần tử mang điện tích âm (thường là cặp electron tự do của nguyên tố có độ âm điện lớn như (F, O, N, Cl , S..). Liên kết hidro được hình thành do sự xuất hiện cầu nối hidro giữa các phân tử. Nguyên tử hidro không tách hẳn phân tử hidro và cũng không nhập vào phân tử nhận H. Nó chỉ chuyển động giữa 2 phân tử và hình thành nên 1 liên kết yếu. Khi phá vỡ liên kết hidro thì cấu hình không gian của phân tử bị thay đổi. Khi đó phân tử bị mất chức năng sinh học.

Để hiểu hơn về Liên kết Hydrogen, hãy cùng Top lời giải theo dõi nội dung dưới đây!

1. Liên kết Hydrogen

Liên kết hydro là lực hút tĩnh điện một phần giữa hydro (H) liên kết với một nguyên tử có độ âm điện lớn hơn như nitơ (N), oxy (O) hoặc flo (F) và một nguyên tử lân cận khác mang một cặp electron đơn độc .

Liên kết hydro có thể xảy ra giữa các phân tử ( liên phân tử ) hoặc trong các phần khác nhau của một phân tử ( nội phân tử ). Tùy thuộc vào bản chất của các nguyên tử người cho và người nhận tạo thành liên kết, hình học và môi trường của chúng, năng lượng của liên kết hydro có thể thay đổi trong khoảng từ 1 đến 40 kcal / mol. Điều này làm cho chúng mạnh hơn một chút so với tương tác van der Waals và yếu hơn so với liên kết cộng hóa trị hoặc ion hoàn toàn. Loại liên kết này có thể xảy ra trong các phân tử vô cơ như nước và trong các phân tử hữu cơ như DNA và protein.

Liên kết hydro liên phân tử chịu trách nhiệm cho điểm sôi cao của nước (100 ° C) so với các hydrua nhóm 16 khác có liên kết hydro yếu hơn nhiều. Liên kết hydro nội phân tử chịu trách nhiệm một phần cho cấu trúc bậc hai và bậc ba của protein và axit nucleic. Nó cũng đóng một vai trò quan trọng trong cấu trúc của các polyme, cả tổng hợp và tự nhiên.

>>> Xem thêm: Hợp chất trong phân tử có liên kết ion là?

2. Liên kết Hydro được hình thành như thế nào?

Liên kết hidro (hydrogen bond)  được hình thành từ lực hút tĩnh điện chủ yếu giữa nguyên tử Hidro (H) liên kết cộng hóa trị với một nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử có độ âm điện cao hơn.

Như vậy, liên kết hidro là một loại liên kết cộng hóa trị. Thông thường, người ta cũng gọi ngắn gọn là liên kết H. Năng lượng của liên kết H có thể thay đổi từ 1 – 40 kcal/mol. Do đó, nó mạnh hơn lực tương tác Van der Walls một chút và yếu hơn liên kết cộng hóa trị hay liên kết ion. LK hidro xảy ra trong cả hợp chất vô cơ như nước và hợp chất hữu cơ như protein, DNA…

Tổ chức IUPAC khuyến nghị việc dùng dấu ba chấm để thể hiện cho loại liên kết này.

>>> Xem thêm: C₂H₂ là liên kết gì?

3. Điều kiện để có liên kết hiđro.

Điều kiện cần: Trong hợp chất phải chứa H

Điều kiện đủ: H phải liên kết trực tiếp với nguyên tố có độ âm điện lớn và trên nguyên tố có độ âm điện lớn đó phải có cặp e tự do.

Ví dụ: Cho các hợp chất H₂O, NH₃, CH₄, HCHO, CH₃COONH₄.

Số hợp chất có liên kết hiđro là 4 . CH₄ & HCHO không có liên kết hiđro vì H không liên kết với các nguyên tố có độ âm điện lớn, còn CH₃COONH₄ tuy có H liên kết với N nhưng trên N không còn cặp electron tự do nữa,chỉ có H₂O, NH₃ có liên kết hiđro

Kết luận:

- Các axit, rượu, phenol, Aminoaxit, amin bậc một, amin bậc hai, H2O đều có liên kết hiđro.

- Các Hiđrocacbon, andehit, dẫn xuất halogen, ete, este, không tạo được liên kết hiđro.

4. Tính chất của liên kết Hidro trong nước

Bởi vì nguyên tử Hidro có đường kính nhỏ đóng vai trò quan trọng cho việc tạo ra các liên kết Hidro trong nước. Chỉ có Hidro với có thể đến gần nguyên tử Oxi một cách đầy đủ. Các chất tương tự như nước như đihiđro sunfua (H2S) không thể tạo thành các liên kết. Vì chúng có số hiện điện tích quá nhỏ giữa các liên kết.

Việc tạo ra các chuỗi liên kết cầu nối hiđrô là nguyên nhân ch các tính chất của nước. Ví dụ nước có mol nhỏ hơn vào khoảng 18 g/mol vẫn có thể lỏng tiêu chuẩn. Và H2S tồn tại ở dạng khí ở điều kiện như trên. Nước có khối lượng riêng lớn hơn 4 độ C nhờ mà đó mà băng có thể nổi lên mặt nước. Hiện tượng này được giải thích nhờ vào liên kết Hidro trong nước

Công dụng của liên kết hidro trong nước

+ Ổn định duy trì chất lỏng trong một phạm vi diện rộng.

+ Phải mất thêm năng lượng thì mới có thể bẻ gãy liên kết hidro. Do vậy nước sẽ có thời gian bốc hơi lâu hơn.

+ Hidro liên kết làm cho băng nhẹ hơn nước khiến cho băng nổi lên trên.

+ Nước bay hơi sẽ giúp cho hệ sinh thái trên trái đất

+ Bảo vệ và chống lại sự thay đổi cực đoan gồm các cơ quan nước và môi trường ẩm ướt để bảo vệ nhiệt độ trên toàn cầu.

+ Liên kết H trong nước là một ứng dụng vô cùng quan trọng, mặc dù nó chỉ chiếm 5% sức mạnh. Những nó là một liên kết cộng hóa trị nên nó đủ mạnh trong phân tử nước.

-------------------------

Trên đây Top lời giải và bạn đã tìm hiểu kiến thức về nội dung Liên kết hydrogen, chúng tôi mong rằng đã đem đến cho bạn những kiến thức bổ ích. Chúc bạn học tốt.