水素結合の性質|化学

最も単純な原子構造である H2 を持つ水素は、宇宙で最も豊富な元素であり、地球の表面で 3 番目に生産性の高い元素です。それは元素状態の二原子分子であるため、H2です。水素は、水や地殻など、環境中に広く存在します。同位体もあり、これは同じ数の電子を持ち、中性子の数が可変の水素族の元素です。

水素結合は、水素原子と非常に電気陰性度の高い原子との間の双極子間相互作用から生じる、特定のクラスの分子間引力である水素結合を形成するプロセスです。

水素結合とは?

水素結合は、水素結合の発達として説明できます。水素結合は、主に電気陰性と水素原子の間で行われます。水素結合は比較的弱いですが、ファンデルワールス力よりも強いです。水素結合は弱い化学結合の一種であると多くの人が信じています。

さらに、水素結合は 2 つの主要部分に分類されます。

分子間水素結合: 分子間水素結合は、同じ化合物または他の化合物を持つ異なる分子間で水素結合が起こる場合として定義できます。最も一般的な例は、アルコール、水、およびアンモニアの水素結合です。

分子内水素結合: 分子内水素結合は、分子内のみで起こる水素結合と定義できます。これは主に、2 つの基（水素原子と電気陰性度の高い原子の 1 つ）を持つ化合物で発生します。

以下は、水素結合の性質です。 .

ボラティリティ: いくつかの異なる分子間に水素結合がある化合物は沸点が高いため、水素結合は揮発性が低くなります。
溶解度: 水素結合はアルコールと水分子の間で容易に起こるため、低級アルコールは水により溶けやすくなります。
氷の密度はそれよりも低い 水 :氷中では、水素結合によりかご状の構造が形成されます。ただし、すべての水分子は、4 つの水分子と密接に関連しています。分子は液体状態にあるため、密集していません。氷が溶け始めると、ケースのような構造も溶け始め、すべての分子が互いに近づきます。その結果、水の質量が同じであっても、密度が増加し、体積が減少します。
表面張力と粘度 ：水素結合を持つ物質が会合分子として存在。したがって、それらの流れは非常に困難です。ただし、粘度と表面張力は高くなります。

水素結合化合物は通常、沸点と融点が高いのが特徴です。水素結合化合物のこれらの高温は、これらの結合を切断するためにより多くのエネルギーを必要とします。

NH3 には水素結合があり、PH3 には水素結合がないため、アンモニアの沸点は高くなります。
室温では、H2O は液体です。ただし、H2S、H2Se、および H2Te は気体の状態で見つかります。水素結合は水分子の結合を生じさせるため、他の化学物質と比較すると沸点と融点が高くなります。
エタノールには水素結合があるため、沸点はジエチルエーテルよりも高くなります。

水素結合は、例を通して最もよく理解できます。水素結合の一般的な例を次に示します:

フッ化水素の水素結合: フッ素は電気陰性度が最も高いため、最も強い水素結合が形成されます。
水中の水素結合: 水分子には、水素原子に結合した電気陰性度の高い酸素原子があります。酸素原子は電子の共有ペアを引き付けるため、その端は負になり、水素原子は正になります。
アンモニア中の水素結合: 水素原子に接続された電気陰性原子窒素があります。
カルボン酸とアルコールの水素結合: アルコールは、-OH基を持つ有機分子と呼ばれます。一般に、水素原子を持つ分子が窒素または酸素に直接結合している場合。その後、水素結合が容易になります。
ポリマー内の水素結合: 天然および合成タンパク質が獲得する 3D 構造と特性を決定するために、水素結合は重要な要素です。また、亜麻や綿などの派生ポリマーとともにセルロース構造を定義する重要な役割も果たします。

専門家による 水素結合 の分類弱い化学結合の一種として。しかし、それは一般に、水素原子と非常に電気陰性度の原子との間の双極子間相互作用のために生じる分子間引力の特別なクラスである水素結合の発達として説明されています。

さらに、分子間水素結合と分子内水素結合の 2 つの主要な部分に分類されます。