Wasserstoffbrücke vs. kovalente Bindung
Chemische Bindungen h alten Atome und Moleküle zusammen. Bindungen sind wichtig, um das chemische und physikalische Verh alten von Molekülen und Atomen zu bestimmen. Wie der amerikanische Chemiker G. N. Lewis vorgeschlagen hat, sind Atome stabil, wenn sie acht Elektronen in ihrer Valenzschale enth alten. Die meisten Atome haben weniger als acht Elektronen in ihren Valenzschalen (mit Ausnahme der Edelgase in der Gruppe 18 des Periodensystems); daher sind sie nicht stabil. Diese Atome neigen dazu, miteinander zu reagieren, um stabil zu werden. Somit kann jedes Atom eine elektronische Edelgaskonfiguration erreichen. Kovalente Bindung ist eine solche chemische Bindung, die Atome in chemischen Verbindungen verbindet. Wasserstoffbrückenbindungen sind intermolekulare Anziehungen zwischen Molekülen.
Wasserstoffbrückenbindungen
Wenn Wasserstoff an ein elektronegatives Atom wie Fluor, Sauerstoff oder Stickstoff gebunden wird, entsteht eine polare Bindung. Aufgrund der Elektronegativität werden die Elektronen in der Bindung stärker vom elektronegativen Atom als vom Wasserstoffatom angezogen. Daher erhält das Wasserstoffatom eine teilweise positive Ladung, während das elektronegativere Atom eine teilweise negative Ladung erhält. Wenn zwei Moleküle mit dieser Ladungstrennung nahe beieinander sind, gibt es eine Anziehungskraft zwischen Wasserstoff und dem negativ geladenen Atom. Diese Anziehung ist als Wasserstoffbindung bekannt. Wasserstoffbrückenbindungen sind relativ stärker als andere Dipolwechselwirkungen und bestimmen das molekulare Verh alten. Beispielsweise haben Wassermoleküle intermolekulare Wasserstoffbrückenbindungen. Ein Wassermolekül kann mit einem anderen Wassermolekül vier Wasserstoffbrückenbindungen bilden. Da Sauerstoff zwei freie Elektronenpaare hat, kann er mit positiv geladenem Wasserstoff zwei Wasserstoffbrückenbindungen bilden. Dann können die beiden Wassermoleküle als Dimer bezeichnet werden. Jedes Wassermolekül kann sich aufgrund der Fähigkeit zur Wasserstoffbindung mit vier anderen Molekülen verbinden. Dies führt zu einem höheren Siedepunkt für Wasser, obwohl ein Wassermolekül ein niedriges Molekulargewicht hat. Daher ist die Energie, die benötigt wird, um die Wasserstoffbrücken zu brechen, wenn sie in die Gasphase übergehen, hoch. Außerdem bestimmen Wasserstoffbrückenbindungen die Kristallstruktur von Eis. Die einzigartige Anordnung des Eisgitters hilft ihm, auf dem Wasser zu schwimmen und schützt somit das Wasserleben im Winter. Abgesehen davon spielt die Wasserstoffbindung eine entscheidende Rolle in biologischen Systemen. Die dreidimensionale Struktur von Proteinen und DNA basiert ausschließlich auf Wasserstoffbrückenbindungen. Wasserstoffbrückenbindungen können durch Erhitzen und mechanische Kräfte zerstört werden.
Kovalente Bindungen
Wenn zwei Atome mit ähnlichen oder sehr geringen Elektronegativitätsunterschieden miteinander reagieren, bilden sie eine kovalente Bindung, indem sie Elektronen teilen. Beide Atome können die elektronische Edelgaskonfiguration erh alten, indem sie auf diese Weise Elektronen teilen. Molekül ist das Produkt, das durch die Bildung kovalenter Bindungen zwischen Atomen entsteht. Zum Beispiel, wenn dieselben Atome zu Molekülen wie Cl2, H2 oder P4 verbunden werden, jedes Atom ist durch eine kovalente Bindung an ein anderes gebunden. Das Methanmolekül (CH4) hat auch kovalente Bindungen zwischen Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen. Methan ist ein Beispiel für ein Molekül mit kovalenten Bindungen zwischen Atomen mit sehr geringer Elektronegativitätsdifferenz.
Was ist der Unterschied zwischen Wasserstoff- und kovalenten Bindungen?
• Kovalente Bindungen entstehen zwischen Atomen, um ein Molekül zu erzeugen. Zwischen den Molekülen sind Wasserstoffbrückenbindungen zu sehen.
• Wasserstoffatom sollte da sein, um eine Wasserstoffbrücke zu haben. Zwischen zwei beliebigen Atomen können kovalente Bindungen auftreten.
• Kovalente Bindungen sind stärker als Wasserstoffbrückenbindungen.
• Bei der kovalenten Bindung werden Elektronen zwischen zwei Atomen geteilt, aber bei der Wasserstoffbindung findet diese Art der Teilung nicht statt; vielmehr tritt eine elektrostatische Wechselwirkung zwischen einer positiven Ladung und einer negativen Ladung auf.
