Rozdiel medzi vodíkovým a kovalentným dlhopisom

Vodíková väzba verzus kovalentná väzba

Chemické väzby držia atómy a molekuly spolu. Väzby sú dôležité pri určovaní chemického a fyzikálneho správania molekúl a atómov. Ako navrhuje americký chemik G.N. Lewis, atómy sú stabilné, keď vo svojej valenčnej schránke obsahujú osem elektrónov. Väčšina atómov má vo valenčných puzdrách menej ako osem elektrónov (okrem vzácnych plynov v skupine 18 periodickej tabuľky); preto nie sú stabilné. Tieto atómy majú tendenciu navzájom reagovať, aby sa stali stabilnými. Každý atóm tak môže dosiahnuť elektronickú konfiguráciu vzácneho plynu. Kovalentná väzba je jedna taká chemická väzba, ktorá spája atómy v chemických zlúčeninách. Vodíkové väzby sú intermolekulárne atrakcie medzi molekulami.

Vodíkové väzby

Ak je atóm vodíka viazaný na elektrónový atóm, ako je fluór, kyslík alebo dusík, dôjde k polárnej väzbe. Kvôli elektronegativite budú elektróny vo väzbe viac priťahované k elektronegatívnemu atómu ako k atómu vodíka. Preto atóm vodíka získa čiastočný pozitívny náboj, zatiaľ čo atóm elektronegatívnejší dostane čiastočný záporný náboj. Ak sú dve molekuly majúce túto separáciu náboja blízko, bude existovať príťažlivá sila medzi vodíkom a negatívne nabitým atómom. Táto atrakcia je známa ako vodíková väzba. Vodíkové väzby sú relatívne silnejšie ako iné dipólové interakcie a určujú molekulárne správanie. Napríklad molekuly vody majú intermolekulárne vodíkové väzby. Jedna molekula vody môže tvoriť štyri vodíkové väzby s ďalšou molekulou vody. Pretože kyslík má dva osamelé páry, môže tvoriť dve vodíkové väzby s kladne nabitým vodíkom. Potom môžu byť tieto dve molekuly vody známe ako dimér. Každá molekula vody sa môže viazať so štyrmi ďalšími molekulami kvôli schopnosti vodíkovej väzby. To vedie k vyššiemu bodu varu vody, aj keď molekula vody má nízku molekulovú hmotnosť. Preto energia potrebná na prerušenie vodíkových väzieb, keď idú do plynnej fázy, je vysoká. Ďalej vodíkové väzby určujú kryštálovú štruktúru ľadu. Jedinečné usporiadanie ľadovej mriežky jej pomáha vznášať sa na vode, a tým chráni vodný život v zimnom období. Okrem toho hrá vodíková väzba v biologických systémoch zásadnú úlohu. Trojrozmerná štruktúra proteínov a DNA je založená výlučne na vodíkových väzbách. Vodíkové väzby sa môžu zničiť zahrievaním a mechanickými silami.

Kovalentné väzby

Keď dva atómy s podobným alebo veľmi nízkym rozdielom v elektronovej aktivite spolu reagujú, zdieľajú elektróny kovalentnou väzbou. Obidva atómy môžu získať elektronickú konfiguráciu vzácneho plynu zdieľaním elektrónov týmto spôsobom. Molekula je produkt spôsobený tvorbou kovalentných väzieb medzi atómami. Napríklad, keď sú rovnaké atómy spojené, tvoria molekuly ako Cl₂, H₂, alebo P₄, každý atóm je viazaný k inému kovalentnou väzbou. Molekula metánu (CH₄) má tiež kovalentné väzby medzi atómami uhlíka a vodíka. Metán je príkladom molekuly, ktorá má kovalentné väzby medzi atómami s veľmi nízkym rozdielom v elektronovej aktivite.