Ջրածնային կապ
Ջրածնային կապ, շատ յուրատեսակ կապ է, որն առաջանում է միայն որոշակի տարրերի ջրածնային միացություններում։ Կապը առաջին հերթին հանդես են գալիս F, O և N, առավել հազվադեպ՝ Cl, Br և S տարրերի միջև։ Ջրածնային կապը կարող է լինել միջմոլեկուլային կամ ներմոլեկուլային[1]։ Ջրածնային կապն առաջանում է ջրածին պարունակող այնպիսի միացություններում, որոնցում ջրածինը միացած է խիստ էլեկտրաբացասական տարրի հետ։
Պատմություն
խմբագրելԼայնուս Պոլինգը 1939 թվականին իր The Nature of Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals գրքում հիշատակել է ջրածնային կապի մասին։ Ջրածնային կապը ջրում հայտնաբերվել է 1920 թվականին Լատիմերի և Ռոդեբուշի կողմից։
Հատկություններ
խմբագրելՋրածնային կապ առաջանում է հիմնականում հեղուկ և պինդ նյութերում։ Ջրածնային կապը թույլ կապ է, մոտ 15-20 անգամ թույլ՝ կովալենտային կապից։ Դա նշում են ոչ թե գծիկով, այլ, որպես կանոն, երեք կետով։ Այդուհանդերձ, նյութի մեջ այդ կապերը խզելու և մոլեկուլներն իրարից հեռացնելու համար որոշակի էներգիա է պահանջվում։ Ջրածնային կապն առաջանում է ջրածին պարունակող այնպիսի միացություններում, որոնցում ջրածինը միացած է խիստ էլեկտրաբացասական տարրի հետ։ Ջրածնային կապ ունեցող նյութերն ունեն հալման և եռման համեմատաբար բարձր ջերմաստիճաններ։ Ջրածնային կապը ազդում է հիմնականում նյութի ֆիզիկական հատկությունների վրա։
Ջրում
խմբագրել
դեղին գծերը ցույց են տալիս կովալենտային կապերը, որը միացնում է թթվածնի (կարմիր) և ջրածնի (մոխրագույն) ատոմները
H-O կապերի մեծ բևեռայնության պատճառով ջրի մոլեկուլների միջև ևս գոյանում են ջրածնային կապեր։
Ջրի մոլեկուլային զանգվածը (18) շատ փոքր է, և պետք էր ակնկալել, որ ջուրը լիներ գազային վիճակում, այնինչ այն հեղուկ է և ունի անկանոն բարձր եռման ջերմաստիճան՝ 100 °C, որը բացատրվում է ջրածնային կապերի առկայությամբ։ Ջրի մոլեկուլը կարող է կապվել նաև երկրորդ մոլեկուլի հետ, առաջացնել երկու ջրածնային կապ։ Ջրածնային կապի ձևավորման մեջ որոշակի բաժին ունեն և՛ էլեկտրաստատիկ ձգողությունը, և՛ կապի կովալենտությունը։ Այստեղից հետևում է, որ ջրածնային կապը նույնպես ուղղորդված կապ է։ Դրանով է մասնավորապես պայմանավորված սառույցում ջրի մոլեկուլների խիստ որոշակի փոխդասավորությունը։
Ջրածնային կապերով և սառույցի բյուրեղացանցի յուրահատուկ կառուցվածքով է պայմանավորված նաև ջրի մյուս անկանոնությունը՝ ծավալի մեծացումը ջերմաստիճանը 4 °C-ից իջեցնելիս։ Մոլեկուլներն այդ ջերմաստիճանում ունեն «դարսման» ամենամեծ խտությունը, դրանից բարձր և ցածր ջերմաստիճանում դարսման խտությունը, այսինքն՝ ջրի ընդհանուր խտությունը փոքրանում է։ Այս երևույթը կարևոր նշանակություն ունի մեծ ջրավազաններում կենդանական և բուսական աշխարհի պահպանման համար։
Օրգանական միացություններում
խմբագրելՋրածնային կապ գոյանում է նաև մի շարք օրգանական միացություններում՝ սպիրտներում, կարբոնաթթուներում, ամինաթթուներում, սպիտակուցներում։ Չափազանց կարևոր նշանակություն ունի ջրածնային կապը բուսական և կենդանական օրգանիզմներում, մասնավորապես՝ ԴՆԹ և ՌՆԹ մոլեկուլներում։
Տես նաև
խմբագրելԾանոթագրություններ
խմբագրելԳրականություն
խմբագրել- Химическая Энциклопедия. Советская Энциклопедия, М., 1988
- В. В. Москва. Водородная связь в органической химии. Соросовский образовательный журнал, 11999,N 2, с.58-64 [1]
Արտաքին հղումներ
խմբագրել- The Bubble Wall Արխիվացված 2014-12-03 Wayback Machine (Audio slideshow from the National High Magnetic Field Laboratory explaining cohesion, surface tension and hydrogen bonds)
- isotopic effect on bond dynamics