Водородна връзка срещу ковалентна връзка
Химичните връзки държат атомите и молекулите заедно. Връзките са важни за определяне на химичното и физическото поведение на молекулите и атомите. Както е предложено от американския химик G. N. Lewis, атомите са стабилни, когато съдържат осем електрона във валентната си обвивка. Повечето от атомите имат по-малко от осем електрона във валентните си обвивки (с изключение на благородните газове в група 18 на периодичната таблица); следователно те не са стабилни. Тези атоми са склонни да реагират един с друг, за да станат стабилни. Така всеки атом може да постигне електронна конфигурация на благороден газ. Ковалентната връзка е една такава химическа връзка, която свързва атоми в химични съединения. Водородните връзки са междумолекулни привличания между молекулите.
Водородни връзки
Когато водородът е прикрепен към електроотрицателен атом като флуор, кислород или азот, ще се получи полярна връзка. Поради електроотрицателността, електроните във връзката ще бъдат по-привлечени от електроотрицателния атом, отколкото от водородния атом. Следователно водородният атом ще получи частичен положителен заряд, докато по-електроотрицателният атом ще получи частичен отрицателен заряд. Когато две молекули с това разделяне на заряда са близо, ще има сила на привличане между водорода и отрицателно заредения атом. Това привличане е известно като водородна връзка. Водородните връзки са относително по-силни от другите диполни взаимодействия и те определят поведението на молекулите. Например водните молекули имат междумолекулни водородни връзки. Една водна молекула може да образува четири водородни връзки с друга водна молекула. Тъй като кислородът има две несподелени двойки, той може да образува две водородни връзки с положително зареден водород. Тогава двете водни молекули могат да бъдат известни като димер. Всяка водна молекула може да се свърже с четири други молекули поради способността за водородно свързване. Това води до по-висока точка на кипене на водата, въпреки че водната молекула има ниско молекулно тегло. Следователно енергията, необходима за разкъсване на водородните връзки, когато те преминават към газообразна фаза, е висока. Освен това водородните връзки определят кристалната структура на леда. Уникалното разположение на ледената решетка му помага да се носи по водата, като по този начин защитава водните обитатели през зимния период. Освен това, водородното свързване играе жизненоважна роля в биологичните системи. Триизмерната структура на протеините и ДНК се основава единствено на водородни връзки. Водородните връзки могат да се разрушат чрез нагряване и механични сили.
Ковалентни облигации
Когато два атома с подобна или много ниска разлика в електроотрицателността реагират заедно, те образуват ковалентна връзка чрез споделяне на електрони. И двата атома могат да получат електронната конфигурация на благородния газ чрез споделяне на електрони по този начин. Молекулата е продукт, получен от образуването на ковалентни връзки между атомите. Например, когато едни и същи атоми се съединят, за да образуват молекули като Cl2, H2 или P4, всеки атом е свързан с друг чрез ковалентна връзка. Молекулата на метана (CH4) също има ковалентни връзки между въглеродни и водородни атоми. Метанът е пример за молекула, която има ковалентни връзки между атоми с много ниска разлика в електроотрицателността.
Каква е разликата между водородните и ковалентните връзки?
• Ковалентните връзки се образуват между атомите, за да се получи молекула. Между молекулите могат да се видят водородни връзки.
• Водородният атом трябва да е там, за да има водородна връзка. Ковалентни връзки могат да възникнат между всеки два атома.
• Ковалентните връзки са по-здрави от водородните връзки.
• При ковалентното свързване електроните се споделят между два атома, но при водородното свързване този вид споделяне не се осъществява; по-скоро възниква електростатично взаимодействие между положителен и отрицателен заряд.
