Nøglepunkter

    • Hydrogenbindinger er stærke intermolekylære kræfter, der opstår, når et hydrogenatom, der er bundet til et elektronegativt atom, nærmer sig et nærliggende elektronegativt atom.
    • Større elektronegativitet hos hydrogenbindingsacceptoren vil føre til en forøgelse af hydrogenbindingsstyrken.
    • Ved hydrogenbindingen er en af de stærkeste intermolekylære tiltrækninger, men svagere end en kovalent eller en ionisk binding.
    • Hydrogenbindinger er ansvarlige for at holde sammen på DNA, proteiner og andre makromolekyler.

Termer

  • hydrogenbindingAntrækningen mellem et delvist positivt ladet hydrogenatom, der er knyttet til et stærkt elektronegativt atom (såsom nitrogen, oxygen eller fluor), og et andet nærliggende elektronegativt atom.
  • elektronegativitetTendensen hos et atom eller molekyle til at trække elektroner til sig selv, danne dipoler og dermed danne bindinger.
  • intermolekylærEn type vekselvirkning mellem to forskellige molekyler.

Bildelse af en brintbinding

En brintbinding er den elektromagnetiske tiltrækning, der skabes mellem et delvist positivt ladet brintatom, der er knyttet til et stærkt elektronegativt atom, og et andet nærliggende elektronegativt atom. En hydrogenbinding er en type dipol-dipol-interaktion; det er ikke en egentlig kemisk binding. Disse tiltrækninger kan opstå mellem molekyler (intermolekylært) eller inden for forskellige dele af et enkelt molekyle (intramolekylært).

Væstofbinding i vandDette er et rumfyldt kuglediagram over vekselvirkningerne mellem separate vandmolekyler.

Væstofbindingsdonor

Et hydrogenatom, der er knyttet til et relativt elektronegativt atom, er en hydrogenbindingsdonor. Dette elektronegative atom er normalt fluor, oxygen eller nitrogen. Det elektronegative atom tiltrækker elektronskyen fra omkring hydrogenkernen og efterlader hydrogenatomet med en positiv partiel ladning ved at decentralisere skyen. På grund af hydrogenets lille størrelse i forhold til andre atomer og molekyler er den resulterende ladning, selv om den kun er delvis, stærkere. I molekylet ethanol er der et hydrogenatom bundet til et oxygenatom, som er meget elektronegativt. Dette hydrogenatom er en hydrogenbindingsdonor.

Hydrogenbindingsacceptor

En hydrogenbinding opstår, når denne stærke delvise positive ladning tiltrækker et ensomt elektronpar på et andet atom, som bliver hydrogenbindingsacceptor. Et elektronegativt atom som f.eks. fluor, oxygen eller nitrogen er en hydrogenbindingsacceptor, uanset om det er bundet til et hydrogenatom eller ej. Større elektronegativitet hos hydrogenbindingsacceptoren vil skabe en stærkere hydrogenbinding. Diethylethermolekylet indeholder et oxygenatom, der ikke er bundet til et hydrogenatom, hvilket gør det til en hydrogenbindingsacceptor.

Hydrogenbindingsdonor og hydrogenbindingsacceptorEthanol indeholder et hydrogenatom, der er en hydrogenbindingsdonor, fordi det er bundet til et elektronegativt oxygenatom, der er meget elektronegativt, så hydrogenatomet er svagt positivt. Diethylether indeholder et oxygenatom, der er hydrogenbindingsacceptor, fordi det ikke er bundet til et hydrogenatom og derfor er svagt negativt.

Et hydrogen, der er bundet til kulstof, kan også deltage i hydrogenbinding, når kulstofatomet er bundet til elektronegative atomer, som det er tilfældet i chloroform (CHCl3). Som i et molekyle, hvor et hydrogen er bundet til nitrogen, oxygen eller fluor, tiltrækker det elektronegative atom elektronskyen fra omkring hydrogenkernen og efterlader ved at decentralisere skyen hydrogenatomet med en positiv partiel ladning.

Interaktivt: HydrogenbindingUdforsk hydrogenbindinger, der dannes mellem polære molekyler, som f.eks. vand. Brintbindinger er vist med stiplede linjer. Vis partielle ladninger, og kør modellen. Hvor dannes hydrogenbindinger? Prøv at ændre temperaturen i modellen. Hvordan forklarer mønsteret af hydrogenbindinger det gitter, som iskrystaller består af?

Anvendelser for hydrogenbindinger

Hydrogenbindinger forekommer i uorganiske molekyler, som f.eks. vand, og organiske molekyler, som f.eks. DNA og proteiner. De to komplementære DNA-strenge holdes sammen af hydrogenbindinger mellem komplementære nukleotider (A&T, C&G). Hydrogenbindinger i vand bidrager til dets unikke egenskaber, herunder dets høje kogepunkt (100 °C) og overfladespænding.

Vanddråber på et bladHvadrogenbindingerne, der dannes mellem vandmolekyler i vanddråber, er stærkere end de andre intermolekylære kræfter mellem vandmolekylerne og bladet, hvilket bidrager til høj overfladespænding og tydelige vanddråber.

I biologien er intramolekylære hydrogenbindinger delvist ansvarlige for de sekundære, tertiære og kvaternære strukturer i proteiner og nukleinsyrer. Brintbindingerne hjælper proteinerne og nukleinsyrerne med at danne og bevare specifikke former.

By: adminPosted on

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.