Сутектік байланыс мысалдар

Күн жүйесі аумағында сутектен ауқымды элемент жоқ деп айтсақ болады. Орташа тереңдігі 6 км-де орналасқан теңіздер мен мұхиттар Жер бетінің 71% -ын жабады. Қар мен мұз түріндегі көп мөлшердегі сутек цираппаполярлық аймақтарда шоғырланған.

Бұл таңғажайып прецедент әлі нақты түсінікке ие емес. Әрине, су біздің планетамызда өмірдің пайда болуында және өмірінде үлкен рөл атқарады. Көптеген жағдайларда бұл көршілері мен аналогтары жоқ (H2S, H2Se және т.б. сияқты қасиеттерге қатысты — соңғы тармақта 7-1 кестені қараңыз). Ең алдымен судың күрделі күйінде (мұзбен) судың болуын неғұрлым қиын заттармен (күкірт, селен, және т.б.) сутегінің ұқсас қосылыстары газ тәріздес болып табылатын критерияларда сақтай алатындығын түсіну керек.

Екі полярлы коваленттік байланыстың қалыптасуына бөлінген электрлік жұптар қатысады, ал қалған 2 бөлінбейтін электрон жұп судың қасиеттерінде маңызды рөл атқарады. Атомдағы атомдағы барлық алмастырғыштар, жұпсыз жұптарды қамтитын, досынан досы мүмкіндігінше мүмкіндігінше төмендетуді қалайды (§3.6-ті есте сақтаңыз). Бұл молекула бұрмаланған тетраэдрдің пішінін ортасында атом атомымен сатып алатындығына әкеледі. Бұл «тетраэдрдің» төртінші қатарында 2 сутегі атомы және 2 бөлінбейтін электронды жұп бар. Бірақ егер атомдар орталықтарына ғана қарасаңыз, су молекуласының бұрыштық құрылымы бар, ал H-O-H бұрышы 105 градусқа дейін жетеді.

Сутектік байланыс мысалдар

Негізінде, молекулаларда сутектік байланыстардың пайда болуы үшін, кішігірім, бірақ электронегативті атомдармен байланысты сутегі атомдары болды, мысалы: O, N, F. Бұл сутегі атомдары үшін селективті ірілендірілген зарядты жасайды. Екінші жағынан, электронегативті атомдар электрлік жұпсыз күйде болатын. Бір молекуланың (акцептордың) сутегі атомы электронның зарарсыздандырылған N, O атомы немесе басқа молекуласы (доноры) бойынша бөлінбеген электрлі жұппен өзара байланысқан кезде, полярлы ковалентті ұқсас бірлестіктер пайда болады.

қоспалар Aqua аммиак немесе HF осы молекулаларының өзара, сондай-ақ су молекулаларының ғана емес ғана сутегі облигациялар құрайды. Арқасында сутегі облигациялар аммиак NH3 мифтік ерігіштігі қамтиды: су 1 литр газ тәрізді аммиактың 750 л тарата мүмкіндігі бар! Органикалық заттар берік осы молекулалардың кеңістіктік пішіні бойынша әрекет көп ішінаралық сутектік облигацияларды көрінеді.

суға сутегі байланыс O-H димера (H2O) 2 байланыс энергиясы 21,5 кДж / моль тартады, және оның ұзындығы Осылайша 2,04 А. болып табылады, бұл байланыстар ұзақ Порядочного және шамамен 10-20 дегенде қарапайым ковалентной қарағанда берік бір , бірақ олар қалыпты жағдайда суды сұйықтық немесе мұз (газ емес) деп мәжбүр етеді. Сутектік байланыстар судың ағып кету уақытында ғана бұзылады.

Суреттер 7-1a және 7-1b көрсетілгендей жоғары температурада, 0 ° C (бірақ қайнау температурасы төмен) кезде, су өзінде молекулааралық тапсырыс құрылымын қамтымайды. Осыған байланысты сулы су молекулаларында бірнеше молекулалардың жеке агрегаттарына ғана байланысты болады. Бұл бірліктерде мобильді сұйықтық қалыптастырып, басқа бірімен жақынырақ жұмыс істеу мүмкіндігі бар. Бірақ температура төмендеген кезде, тәртіптілік көбірек артып келеді, ал агрегаттар көбейіп келеді. Ақыр соңында мұз пайда болады, ол шамамен осы реттелген құрылымды қамтиды. 7-1b және 3-15-§3.8.

Айтпақшы, бұл сандар мұз кристалды молекулалары мағынасыздық арасындағы қалады шын мәнінде, бұл көруге зор. Күкірттің мөлшері жеке H2O молекуласының мәнінен біршама артық. Соның салдарынан мұз судың орнына судың төмен тығыздығын көрсетеді және жазықтықта өзгермелі болады. Мұздауға арналған басқа да препараттардың негізгі бөлігі өз тығыздығын арттырады.

Осылайша, сутегі байланыстары суға тағы бір ерекше қасиетті береді, солай болмаған жағдайда, қыста жылу 0 ° С-тан төмендейтін Жердің сол аймақтарында басқа өмірге қатыса алмайтын еді. Мұз мұзды суға батырылған жағдайда, қыста барлық су қоймалары ең түбіне дейін мұздатады. Балықты осы критерийлерде қолдануға келісті деп күту оңай емес. Адам мұзды ерітуге, өз істеріне суға айналдыруға мүмкіндігіне ие болар еді, бірақ бұл қосымша энергияны көп жұмсауды талап етеді.

Сутектік байланыстардың тағы бір керемет көрінісі — қалыңдығы таза судың көк түсі. Судың бір молекуласы дірілдегенде, ол басқа молекулалардың сутектік байланыстарын осциллярлармен байланыстырады. Күн спектрінің қызыл сәулелері бұл тербелістерді қоздыру үшін жұмсалады, себебі олар энергия үшін ең қолайлы. Осылайша, қызыл сәулелер Күн спектрінен «сүзіледі» — олардың энергиясы термиялық су молекулалары арқылы жылу түрінде сіңеді және шашырайды.

Ақ күн сәулесінде түрлі түстер бір-бірін теңестіреді. Сондықтан күн сәулесі көзге «ақ» көрінеді — түссіз. Егер сіз спектрдің бір бөлігінің сәулелерін «сүзгіңіз» келсе, онда басқа спектрдің көк бөлігінің пайда болуы басталады. Ол сондай-ақ суға әдемі көк түске боялады. Бірақ бұл үшін күн радиусы 2 метр таза судың қалыңдығынан өтіп, «жоғалтқан» қызыл сәулелердің көп болуын талап етеді.

Әдетте, адамның көзі 800 нм толқын ұзындығымен (күлгін-қызыл) 400 нм дейін (қара-күлгін) жарық алады. «Реңктер шеңбері» әдеттегі болып табылады, мысалы, гүлдер арасында қатаң шекара жоқ. Түстер өте көп, кейде біліктілігі оңай емес, мысалы, сарғыш бояу аяғына келеді, ал жасыл түсте жанып тұрады. Бірақ символдық, бұл беттер дұрыс суретте көрсетілгендей шамамен орындалуы мүмкін. Нәтижесінде кез-келген зат (біздің жағдайда, су) күннің диапазонынан қызыл сәулелерді жейтін болса, онда осы субстанциядан өтетін жарық ағыны (немесе оның бетінде көрсетілген) қосымша түстің көмегімен көк түсте байытылған. Әрине, бұл үшін судың таза болуы және диапазонның басқа бөліктерінен дәрмектерді соратын дәрілер болмауы үшін қажет. Әбден кірленген су толық көрінетін жарықты ішіп-жейді және қараңғыланады.

Сутегі байланысының ерекшеліктері

Сутектік байланыстың арнайы желісі салыстырмалы түрде төмен күш болып табылады, оның энергиясы химиялық байланыс энергиясынан 5-10 бір аз. Энергия тұрғысында ол аралық күйді аралық химия байланыстары мен ван-дер-ваальды өзара әрекеттесу арқылы алады, бұл молекулаларды қатаң немесе су фазасында ұстайды.

Осыған байланысты қатысушы серіктес — Атомның химиялық байланыс электрондарды кешіктіріп қабілеті — H-облигациялар қалыптастыру атомдарының electronegativity қатысушы шешуші рөл атқарады. Ad — HD +: D +, полярлық берілген химиялық бірлестігін льстивое — Нәтижесінде, өсіп electronegativity атом селективті теріс D- зарядын, және атом серіктес пайда болады.

мақтаулы селективті сутегі атомы нәтижесінде заряд оқыту жетекші үлесі H-облигациялар, электростатикалық өзара іс-қимылды тозады, ол, бұл жолды одан электроотрицательных материал бар басқа молекула тартуға мүмкіндік береді.

Термин «сутекті байланыс» және R.Rodebush V.Latimer өте тұжырымдамасы су, спирттер, сулы HF және бір нәрсе кез-келген басқа да қосылыстардың жоғары қайнау жатқызуын мақсатында, бұл үшін, 1920 жылы енгізілді. су — — бұл сериясы басқа мүшелерін құрылған бұл заңдарына басшылыққа алады қарағанда бұрқылдап әлдеқайда жоғары қайнау ұқсас қосылыстар H2O, H2S, N2Se және N2Te салыстыра отырып, олар осы сериясы бірінші мүшесі фактісі өзі қамқорлық жіберді. Осы заңдылықтан бастап судың нақты мағынадан 200 ° С төменгі қайнатылуы керек екендігі анықталды.

NH3 N3P, N3As, N3Sb: сөзбе, ол аммиак ұқсас қосылыстардың сериясы бар аномалия ғой. Қайнаудың нақты температурасы (-33 ° C) 80 ° C температурасында күтілетін мәннен жоғары.

қайнаған кезде су тек ван дер Waals өзара, шын мәнінде су фаза молекулаларды ретард сол арқылы жүргізіледі. Қайнау нүктесі кенеттен жоғары болған жағдайда, демек, молекулалар кейбір басқа күштермен қосымша түрде қосылған. Бұл жағдайда, бұл сутегі байланысы.

сутегі облигациялық қалыптастыру нәтижесі — сөзбе-әлі жылу (қосылыстар салыстырғанда -OH тобын қамтитын емес), қайнаған спирттер алымының.

H-облигациялар анықтау үшін нақты уақыттағы қауіпсіз әдісі спектрлік әдістерін (көбінесе инфрақызыл спектроскопия) оқшауланады. АГ топтарының сутек байланыстарына байланысты спектральды қасиеттері осы бірлестіктер болмаған жағдайларда ерекшеленуі мүмкін. Бұдан басқа, егер құрылымдық зерттеулер B-H атомдары арасындағы қашықтық Ван-дер-Ваальс радийінің шамасынан аз болса, онда H-байланысы бар-жоғын қарастырады.

Бұл прецедент, ацетилен, салмақты техникалық пайдалану табылған қысыммен болды, жұмсақ соударениях және жарылуы үшін өте сезімтал, және қысыммен ацетон оның шешім жариялау қауіпті емес.

Полимерлер мен биополимерлерде сутегі байланыстары маңызды рөл атқарады. Целлюлозада — ағаш түрлерінің жетекші компоненті — гидроксил топтары қайталанатын фрагменттерден құрастырылған полимерлік тізбектің бүйірлік топтарының пішінінде болады. Кез келген жеке H-облигацияларды hiluyu полимер молекуласы бойы олардың өзара іс-қимыл молекулааралық өзара әкеледі салыстырмалы энергиясын елемеу шын мәнінде экзотикалық Полярлық қатты еріткіштер пайдаланып кезде ғана, ең алдымен, целлюлозаға еритін, сондықтан жаппай болып табылады — Швейцер ның реагент (ансамблі аммиак Мыстан жасалған гидроксиді).

Добавить комментарий

Your email address will not be published.