Nêu vai trò, ảnh hưởng liên kết hydrogen với tính chất vật lý của H2O

Các phân tử H₂O cũng như một số loại phân tử khác chứa hydrogen như HF, NH₃… có thể liên kết được với nhau bởi một loại liên kết xuất hiện giữa các phân tử: liên kết hydrogen. Vậy vai trò, ảnh hưởng liên kết hydrogen với tính chất vật lý của H₂O ra sao? Toploigiai mời các bạn đọc bài viết dưới đây nhé.

1. Liên kết Hydrogen là gì?

– Liên kết hydrogen là một loại liên kết yếu được hình thành giữa nguyên tử H (đã liên kết với một nguyên tử có độ âm điện lớn) với một nguyên tử khác (có độ âm điện lớn) còn cặp electron riêng. Các nguyên tử có độ âm điện lớn thường gặp trong liên kết hydrogen là N, O, F.

– Liên kết hydrogen thường được kí hiệu là dấu ba chấm (…), rải đều từ nguyên tử H đến nguyên tử tạo liên kết hydrogen với nó.

Trong đó, X, Y là các nguyên tử N, O, F.

– Liên kết hydrogen có bản chất tĩnh điện. Tương tác hút tĩnh điện giữa Hδ+ và Yδ– thể hiện bản chất của liên kết hydrogen.

>>> Tham khảo: Khái niệm liên kết hydrogen. Giải thích sự xuất hiện liên kết hydrogen

2. Tính chất vật lí của H₂O-nước

Màu sắc, hình dáng, mùi vị

Màu sắc: Nước tinh khiết sẽ trong suốt, không có màu sắc gì. Nếu chúng ta nhìn thấy màu sắc thì là do sự tán xạ và phản xạ của ánh sáng chiếu đến. Ví dụ như nếu bạn thấy nước biển có màu xanh là do ánh sáng tán xạ hay bị phản xạ ra. Nước biển càng sâu, ánh sáng xanh bị tán xạ và phản xạ càng nhiều thì càng có màu xanh bích.

Hình dạng: Phân tử nước ở thể lỏng không có hình dạng nhất định vào tùy thuộc vào vật chứa đựng nó. Còn nước ở thể rắn sẽ rập khuôn theo hình dạng của vật chứa nó lúc ở thể lỏng. Ứng dụng này được sử dụng khá nhiều trong đời sống như đổ khuôn đá bi đá cục, chế tác nhà băng,...

Mùi vị: Nước tinh khiết không có mùi vị. Nếu cảm nhận được mùi vị lạ thì là do giác quan chủ quan của chúng ta. Ví dụ những người đau ốm khi uống nước sẽ cảm thấy hơi đắng miệng vì cơ thể lúc này không được khỏe. Tuy nhiên, nếu nước thay đổi độ pH tự nhiên, thêm lượng khoáng chất dồi dào hoặc lẫn tạp chất gì đó thì sẽ có vị đặc biệt riêng khác với nước tinh khiết. Đó chính là lý do vì sao khi chúng ta uống nước khoáng đóng chai sẽ cảm nhận được vị đặc trưng rất khác so với nước tinh khiết thông thường.

3. Tính lưỡng cực của nước

Độ âm điện của Oxy cao hơn Hydro. Việc sắp xếp cấu tạo theo góc ba không đồng đều và việc tích điện từng phần khác nhau của các nguyên tố dẫn đến cực tính dương ở phía nguyên tử Hydro và cực tính âm ở phía nguyên tử Oxy, gây ra tính lưỡng cực cho nước.

Cũng vì sự chênh lệch điện tích này, các phân tử nước dễ dàng bị dao động, cọ xát với nhau khi chịu sự tác động của sóng điện từ, tạo nên sự đun nóng nước. Hiện tượng này được ứng dụng trong lò vi sóng.

Phân tử nước là gì? Phân tử nước là một lưỡng cực. Đầu dương là nguyên tử Hydro, đầu âm là nguyên tử Oxy.

>>> Tham khảo: Oxygen, carbon, hydrogen, nitrogen là các nguyên tố hóa học tạo nên cơ thể người. Vậy nguyên tố hóa học là gì?

4. Tính liên kết hidro

Do điện tích trái dấu giữa nguyên tử Hydro và Oxy, các phân tử nước thường hút với nhau bằng liên kết Hydro. Tuy nhiên, liên kết này lại không bền vững, rất dễ đứt gãy. Vì vậy cứ trong một phần giây, các phân tử nước hút nhau rồi lại tách ra nhanh chóng để liên kết với các phân tử khác, tạo nên sự chuyển động linh hoạt nước ở thể lỏng.

5. Tính dẫn điện của nước

Nước tinh khiết không có tính dẫn điện. Nước chỉ dẫn điện khi có pha trộn những tạp chất khác như: khoáng chất, ion, muối,.. Chính những phân tử tạp chất chuyển động tự do trong nước này là chất điện giải dẫn truyền dòng điện xuyên qua.

6. Vai trò, ảnh hưởng liên kết hydrogen với tính chất vật lí của H20

Liên kết hydrogen được tạo ra giữa hai phân tử nước

Ta thấy, ở khoảng cách 177 pm, lớn hơn độ dài liên kết cộng hoá trị 0 – H (96 pm), đã xuất hiện liên kết hydrogen.

– Đặc điểm tập hợp

+ Nhờ liên kết hydrogen, các phân tử nước có thể tập hợp với nhau, ngay cả ở thể hơi, thành một cụm phân tử. Kích thước các cụm phân tử này thay đổi tùy theo điều kiện nhiệt độ, áp suất. Đặc điểm này khác hẳn so với hầu hết các chất khác.

– Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi

+ Tại áp suất 1 bar, nước có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tương ứng là 0°C và (xấp xỉ) 100^oC, cao hơn so với nhiều chất có khối lượng phân tử lớn hơn nước (Bảng 12.1). Tính chất này là do các phân tử nước liên kết khá chặt chẽ với nhau bởi các liên kết hydrogen.

Bảng: Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của một số chất ở áp suất 1 bar

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

Như vậy, Toplogiai đã tổng hợp kiến thức đầy đủ về vai trò, ảnh hưởng liên kết hydrogen với tính chất vật lý của H₂O. Hi vọng các bạn có những kiến thức bổ ích sau khi đọc bài viết này, chúc các bạn học tập tốt.