Was ist eine Wasserstoff-Bindung?

Eine Wasserstoffbindung ist eine verhältnismäßig schwache Bindung, die Wasserstoffatome mit den elektronegativen Atomen Stickstoff, Sauerstoff oder Fluor bilden. Wasserstoffbindungen sind schwächer als die Ionen-, kovalenten und metallischen Bindungen, aber noch milde stark in ihrem eigenen Recht, mit einer Energie gewöhnlich zwischen 5 bis 30 kJ/mole. Demgegenüber haben schwache kovalente Bindungen eine Energie von ungefähr 155 kJ/mol. Wasserstoffabbinden kann entweder eine intermolekulare (zwischen Molekülen) oder intramolekulare (zwischen verschiedenen Teilen eines Moleküls) Bindung sein. Diese Art der Bindung kann in den organischen Molekülen, wie DNA und in den anorganischen Molekülen, wie Wasser auftreten. Wasserstoffabbinden ist für die komplizierte Sekundär- und tertiäre Struktur der Proteine teilweise verantwortlich.

Das überall vorhandenste und einfachste Beispiel des Wasserstoffabbindens ist im Wasser, in dem jedes Wassermolekül zu vier angrenzenden Wassermolekülen durch Wasserstoffabbinden verpfändet wird. Das Sauerstoffatom in jedem Wassermolekül hat zwei einsame Elektronen, zum anzubieten, die sofort mit durch Wasserstoffatomen in anderen Wassermolekülen verpfändet werden. Außerdem verpfänden die zwei Wasserstoffatome, die zu jedem Sauerstoff angebracht werden, zu den Sauerstoffmolekülen in den angrenzenden Wassermolekülen. Dieses intermolekulare Abbinden ist für den verhältnismäßig hohen Siedepunkt des Wassers verantwortlich. Wasser hat relative to Materialien eines extrem hohe Siedepunkts, aus Molekülen der ähnlichen Größe zu bestehen. Wenn diese Bindungen nicht existierten, würde Wasser bei einer Temperatur kochen, die Kohlendioxyd ähnlich ist (das Blutgeschwüre bei -78 °C oder -108.4 °F) und Leben, da wir wissen, würde es unmöglich sein.

Eine Wasserstoffbindung besteht einem Wasserstoffbondakzeptor, dem Zielatom und aus einem Wasserstoffbondspender, dem Wasserstoffatom selbst. Manchmal in den Molekülen wie Chloroform (CHCl3), kann Carbon im Wasserstoffabbinden beteiligt erhalten, besonders wenn er durch elektronegative Atome wie Chlor umgeben wird. Eine Wasserstoffbindung ist ungewöhnlich und benannte häufig eine elektrostatische Dipoldipol Interaktion (eine schwache intermolekulare Interaktion) und innen fasst ihn mit den vorübergehenderen Bindungen zusammen, die durch momentane Quantenfluktuationen in der elektrischen Gebühr verursacht werden, aber sie hat auch viele Eigenschaften der viel stärkeren kovalenten Bindungen, in denen Elektronwolken wirklich direkt überschneiden. Diese Eigenschaften umfassen Directionality, Stärke, die interatomic Abstände der Produktion, die als die kürzer sind, die in den vorübergehenden Interaktionen vander Waals typisch sind, und eine beschränkte Anzahl Interaktionspartner, die Diagnose der stärkeren Bindungen ist.

Die Länge der Wasserstoffbindungen schwanken abhängig von Bondstärke, Temperatur und Druck. Die Bondstärke ist auch von einigen Faktoren, einschließlich Temperatur, Bondwinkel, Druck und Umwelt abhängig. Im Wasser ist die typische Länge einer Wasserstoffbindung 1.97 Ã… (197 P.M.).