यदि आप विभिन्न तत्वों के परमाणुओं की एक दूसरे के साथ बातचीत करने की क्षमता के रासायनिक विज्ञान में अध्ययन के कालक्रम को देखें, तो हम 19 वीं शताब्दी के मध्य का पता लगा सकते हैं। उस समय, वैज्ञानिकों ने इस तथ्य पर ध्यान आकर्षित किया कि ऑक्सीजन, फ्लोरीन, नाइट्रोजन के हाइड्रोजन यौगिकों को गुणों के एक समूह की विशेषता है जिसे विषम कहा जा सकता है।
ये, सबसे पहले, बहुत उच्च गलनांक और क्वथनांक हैं, उदाहरण के लिए, पानी या हाइड्रोजन फ्लोराइड के लिए, जो अन्य समान यौगिकों की तुलना में अधिक हैं। वर्तमान में, यह पहले से ही ज्ञात है कि इन पदार्थों की इन विशेषताओं को हाइड्रोजन परमाणुओं की संपत्ति द्वारा निर्धारित किया जाता है ताकि उच्च इलेक्ट्रोनगेटिविटी इंडेक्स वाले तत्वों के परमाणुओं के साथ एक असामान्य प्रकार का बंधन बन सके। उन्होंने इसे हाइड्रोजन कहा। एक बंधन के गुण, इसके गठन की विशिष्टताएं और इसमें शामिल यौगिकों के उदाहरण मुख्य बिंदु हैं जिन पर हम अपने लेख में ध्यान केंद्रित करेंगे।
कनेक्शन का कारण
विद्युत आकर्षण बल की क्रिया हैअधिकांश प्रकार के रासायनिक बंधों के प्रकट होने का भौतिक आधार। एक तत्व के विपरीत आवेशित परमाणु नाभिक और दूसरे तत्व के इलेक्ट्रॉनों की परस्पर क्रिया के कारण उत्पन्न होने वाले रासायनिक बंधों के प्रकार सर्वविदित हैं। ये सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय और ध्रुवीय बंधन हैं, जो गैर-धातु तत्वों के सरल और जटिल यौगिकों की विशेषता है।
उदाहरण के लिए, फ्लोरीन परमाणु, जिसमें सबसे अधिक इलेक्ट्रोनगेटिविटी है, और हाइड्रोजन के इलेक्ट्रोन्यूट्रल कण, जिसका एक-इलेक्ट्रॉन बादल शुरू में केवल एच परमाणु से संबंधित था, के बीच नकारात्मक चार्ज घनत्व में बदलाव होता है. अब हाइड्रोजन परमाणु को ठीक ही प्रोटॉन कहा जा सकता है। आगे क्या होता है?
इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन
हाइड्रोजन परमाणु का इलेक्ट्रॉन बादल लगभग पूरी तरह से फ्लोरीन कण की ओर जाता है, और यह एक अतिरिक्त ऋणात्मक आवेश प्राप्त कर लेता है। नग्न, अर्थात् नकारात्मक घनत्व से रहित, हाइड्रोजन परमाणु - एक प्रोटॉन, और पड़ोसी हाइड्रोजन फ्लोराइड अणु के F- आयन के बीच, इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण का बल प्रकट होता है। यह अंतर-आणविक हाइड्रोजन बांड की उपस्थिति की ओर जाता है। इसकी घटना के कारण, कई एचएफ अणु एक साथ स्थिर सहयोगी बना सकते हैं।
हाइड्रोजन बंध के निर्माण के लिए मुख्य शर्त एक उच्च विद्युत ऋणात्मकता वाले रासायनिक तत्व के परमाणु की उपस्थिति और इसके साथ परस्पर क्रिया करने वाला हाइड्रोजन प्रोटॉन है। इस प्रकार की बातचीत ऑक्सीजन और फ्लोरीन यौगिकों (पानी, हाइड्रोजन फ्लोराइड) में सबसे अधिक स्पष्ट होती है, नाइट्रोजन युक्त पदार्थों में कम, जैसे कि अमोनिया, और सल्फर और क्लोरीन यौगिकों में भी कम।अणुओं के बीच बनने वाले हाइड्रोजन बांड के उदाहरण कार्बनिक पदार्थों में भी पाए जा सकते हैं।
इस प्रकार, कार्यात्मक हाइड्रॉक्सिल समूहों के ऑक्सीजन और हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच अल्कोहल में, इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण बल भी उत्पन्न होते हैं। इसलिए, पहले से ही घरेलू श्रृंखला के पहले प्रतिनिधि - मेथनॉल और एथिल अल्कोहल - तरल पदार्थ हैं, गैस नहीं, इस संरचना के अन्य पदार्थों और आणविक भार की तरह।
संचार की ऊर्जा विशेषता
आइए सहसंयोजक (40-100 kcal/mol) और हाइड्रोजन बांड की ऊर्जा तीव्रता की तुलना करें। नीचे दिए गए उदाहरण निम्नलिखित कथन की पुष्टि करते हैं: हाइड्रोजन प्रकार में फ्लोरीन यौगिकों में केवल 2 kcal/mol (अमोनिया डिमर के बीच) से 10 kcal/mol ऊर्जा होती है। लेकिन यह कुछ पदार्थों के कणों के लिए सहयोगियों में बाँधने में सक्षम होने के लिए पर्याप्त हो जाता है: डिमर, टेट्रा - और पॉलिमर - कई अणुओं से युक्त समूह।
वे न केवल यौगिक के तरल चरण में हैं, बल्कि गैस अवस्था में जाने पर बिना विघटित हुए संरक्षित किए जा सकते हैं। इसलिए, हाइड्रोजन बांड, जो अणुओं को समूहों में रखते हैं, अमोनिया, पानी या हाइड्रोजन फ्लोराइड के असामान्य रूप से उच्च क्वथनांक और गलनांक का कारण बनते हैं।
पानी के अणु कैसे जुड़ते हैं
अकार्बनिक और कार्बनिक दोनों पदार्थों में कई प्रकार के रासायनिक बंधन होते हैं। रासायनिक बंधन जो एक दूसरे के साथ ध्रुवीय कणों के जुड़ाव की प्रक्रिया में उत्पन्न होता है, और जिसे इंटरमॉलिक्युलर हाइड्रोजन कहा जाता है, भौतिक रासायनिक को मौलिक रूप से बदल सकता है।कनेक्शन विशेषताओं। आइए हम पानी के गुणों पर विचार करके इस कथन को सिद्ध करें। अणु H2O में द्विध्रुव के रूप होते हैं - ऐसे कण जिनके ध्रुवों पर विपरीत आवेश होते हैं।
पड़ोसी अणु धनावेशित हाइड्रोजन प्रोटॉन और ऑक्सीजन परमाणु के ऋणात्मक आवेशों द्वारा एक-दूसरे की ओर आकर्षित होते हैं। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, आणविक परिसरों का निर्माण होता है - सहयोगी, जिससे असामान्य रूप से उच्च क्वथनांक और गलनांक, उच्च ताप क्षमता और यौगिक की तापीय चालकता दिखाई देती है।
पानी के अनोखे गुण
H2O कणों के बीच हाइड्रोजन बांड की उपस्थिति इसके कई महत्वपूर्ण गुणों के लिए जिम्मेदार है। पानी सबसे महत्वपूर्ण चयापचय प्रतिक्रियाएं प्रदान करता है - कोशिका में होने वाले कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और वसा का हाइड्रोलिसिस - और एक विलायक है। ऐसा जल, जो कोशिकाद्रव्य या अंतरकोशिकीय द्रव का भाग होता है, मुक्त कहलाता है। अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड के लिए धन्यवाद, यह प्रोटीन और ग्लाइकोप्रोटीन के चारों ओर जलयोजन के गोले बनाता है, जो बहुलक मैक्रोमोलेक्यूल्स के बीच चिपकने से रोकता है।
इस स्थिति में पानी को संरचित कहा जाता है। H2O के कणों के बीच होने वाले हाइड्रोजन बॉन्ड के उदाहरण हमने कार्बनिक पदार्थों के बुनियादी भौतिक और रासायनिक गुणों - प्रोटीन और पॉलीसेकेराइड के निर्माण में अपनी प्रमुख भूमिका साबित करते हैं, जीवित जीवों में होने वाली आत्मसात और प्रसार की प्रक्रियाओं में। सिस्टम, साथ ही साथ उनके थर्मल संतुलन को सुनिश्चित करने में।
इंट्रामोलेक्युलर हाइड्रोजन बांड
सैलिसिलिक एसिड एक प्रसिद्ध और लंबे समय से उपयोग की जाने वाली दवाओं में से एक है जिसमें सूजन-रोधी, घाव भरने और रोगाणुरोधी प्रभाव होते हैं। एसिड ही, फिनोल के ब्रोमो डेरिवेटिव, कार्बनिक जटिल यौगिक एक इंट्रामोल्युलर हाइड्रोजन बांड बनाने में सक्षम हैं। नीचे दिए गए उदाहरण इसके गठन की क्रियाविधि को दर्शाते हैं। तो, सैलिसिलिक एसिड अणु के स्थानिक विन्यास में, कार्बोनिल समूह के ऑक्सीजन परमाणु और हाइड्रॉक्सिल रेडिकल के हाइड्रोजन प्रोटॉन का दृष्टिकोण संभव है।
ऑक्सीजन परमाणु की अधिक विद्युत ऋणात्मकता के कारण हाइड्रोजन कण का इलेक्ट्रॉन लगभग पूरी तरह से ऑक्सीजन नाभिक के प्रभाव में आ जाता है। सैलिसिलिक एसिड अणु के अंदर एक हाइड्रोजन बंधन होता है, जो इसमें हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता में वृद्धि के कारण घोल की अम्लता को बढ़ाता है।
संक्षेप में, हम कह सकते हैं कि परमाणुओं के बीच इस प्रकार की बातचीत स्वयं प्रकट होती है यदि दाता का समूह (कण जो इलेक्ट्रॉन दान करता है) और स्वीकारकर्ता परमाणु जो इसे स्वीकार करता है, एक ही अणु का हिस्सा होता है।
