منو
 صفحه های تصادفی
امام حسین علیه السلام و تفسیر آیه 88 سوره صافات
آزمایش حلقه های مغناطیسی 2
آشنایی با ASP.NET
حسن خلق
عوامل رشد نهضت پیامبر
آدمخوارها و کتابخوانها
حکم پیامبر اکرم درباره دیه و شراب
حلال
محبت اهل بیت علیهم السلام
آشکارساز تناسبی
 کاربر Online
1000 کاربر online
تاریخچه ی: پیوند هیدروژنی

__پیوند هیدروژنی Hydrogen Bond__

!اطلاعات اولیه
((نیروی بین مولکولی|جاذبه بین مولکولی)) دربرخی از ((ترکیبات هیدروژن‌دار)) بطور غیرعادی قوی است این جاذبه در ترکیباتی مشاهده می‌شود که درآنها بین هیدروژن و عناصری که اندازه کوچک و ((الکترونگاتیوی)) زیاد دارند پیوند هیدروژنی وجود دارد. پیوند هیدروژنی نه تنها بین مولکولهای یک نوع ماده ، بلکه بین مولکولهای دو ماده متفاوت که توانایی تشکیل پیوند هیدروژنی را دارند نیز برقرار می‌شود.
!تعریف
هرگاه هیدروژن به اتمی با الکترونگاتیوی زیاد مثل ((فلوئور)) ، ((اکسیژن)) یا ((نیتروژن)) متصل گردد شرایطی برای بوجود آمدن نوع بسیاری مهمی جاذبه بین مولکولی مثبت ـ منفی که آن را پیوند هیدروژنی می‌گویند حاصل می‌شود. به عبارت دیگر ، ((اتم هیدروژن)) یک ((مولکول)) و زوج الکترون غیر مشترک مولکول دیگر متقابلا همدیگر را جذب می‌کنند و پیوندی تشکیل می‌شود که به پیوند هیدروژنی مرسوم است.
!نحوه تشکیل پیوند هیدروژنی
پیوند هیدروژنی بر اثر جاذبه اتم هیدروژن اندک مثبت موجود در یک مولکول و اتم بسیار الکترونگاتیو {TEX()} {(F ، O ، N)} {TEX} موجود در مولکول دیگر (یا در محل دیگر همان مولکول اگر مولکول به قدر کافی بزرگ باشد که بتواند روی خود خم شود) تولید می‌گردد. جا به جا شدن یک ((جفت الکترون)) به سمت عنصر بسیار الکترونگاتیو ((نیتروژن)) ، ((اکسیژن)) یا ((فلوئور)) موجب می‌شود که این اتمها دارای بار منفی جزئی شوند. در این صورت پیوند هیدروژنی پلی است میان دو اتم شدیدا الکترونگاتیو با یک اتم هیدروژن که از طرفی بطور کوالانسی با یکی از اتمهای الکترونگاتیو و از طرف دیگر بطور الکترواستاتیکی (جاذبه مثبت به منفی) با اتم الکترونگاتیو دیگر پیوند یافته است. استحکام پیوند هیدروژنی یک دهم تا یک پنجاهم قدرت یک ((پیوند کوالانسی)) متوسط است.
!شرایط تشکیل پیوند هیدروژنی
*__بالا بودن الکترونگاتیوی اتمهای متصل به هیدروژن :__
برهمین اساس است که ((فلوئور)) (الکترونگاتیوترین عنصر) قویترین پیوند هیدروژنی و اکسیژن (الکترونگاتیوتر از نیتروژن) پیوند هیدروژنی قویتری درمقایسه با نیتروژن تشکیل می‌دهد. همچنین بار مثبت زیاد بر روی اتم هیدروژن ، زوج الکترون مولکول دیگر را به شدت جذب می‌کند و کوچک بودن اندازه اتم هیدروژن سبب می‌شود که ملکول دوم بتواند به آن نزدیک شود.


*__کوچک بودن اتمهای متصل به هیدروژن :__
پیوند هیدروژنی واقعا مؤثر فقط در ترکیبات فلوئور ، اکسیژن و نیتروژن تشکیل می‌شود. با وجود اینکه دو اتم نیتروژن و ((کلر)) الکترونگاتیوی برابر دارند چون اتم کلر از اتم نیتروژن بزرگتر است بر خلاف نیتروژن ، کلر پیوند هیدروژنی ضعیفی تشکیل می‌دهد.
!توجیه خواص غیرعادی برخی از مواد
وجود خواص غیرعادی برخی از مواد در حالت ((جامد)) یا ((مایع)) از جمله بالا بودن دماهای ذوب و جوش ، نشان می‌دهد که نیروهای جاذبه بین مولکولی در آنها به اندازه‌ای زیاد است که نمی‌توان آن را به تأثیرهای متقابل ضعیف بین مولکولی نسبت داد. آشناترین این نوع مواد فلوئورید هیدروژن ، آب و آمونیاک است که بسیاری از خواص آنها از جمله دماهای جوش و ذوب آنها از دماهای جوش و ذوب ترکیبهای مشابه خود ،برای مثال {TEX()} {[PH_3 ، H_2S ، HCl} {TEX} به طور غیرمنتظره‌ای بالاتر است. شاید تصور شود که علت این وضعیت غیر عادی ، قطبیت به نسبت زیاد این مولکولها ست. البته تا اندازه‌ای همین طور است. اما بررسی دقیق این پدیده غیر عادی نشان می‌دهد که باید نیروی جاذبه قویتر از نیروهای جاذبه دوقطبی _ دوقطبی بین مولکولهای آنها برقرار باشد.

اگر به ساختار الکترونی مولکولهای {TEX()} {NH_2 ، H_2O ، HF} {TEX} توجه شود، می‌توان به موردهای مشترک بین آنها پی برد. این وجه اشتراک ، وجود دست کم یک ((پیوند کوالانسی)) با اتم هیدروژن و یک ((اوربیتال هیبریدی|اوربیتال هیبریدی ناپیوندی)) دو الکترونی اتم مرکزی بسیار الکترونگاتیو در هر یک از آنهاست، اتمهای {TEX()} {N ، O ، F} {TEX} الکترونگاتیوی بالایی دارند با هیدروژن پیوند کوالانسی به شدت قطبی به وجود می‌آورند. بطوری که هیدروژن به میزان قابل توجهی خصلت یک ((پروتون)) را پیدا می‌کند. جفت الکترون ناپیوندی و قابل واگذاری روی اتم الکترونگاتیوی وجود H ، این امکان را پدید می‌آورد که اتم هیدروژن در نقش پل ، اتم‌های الکترونگاتیو دو ((مولکول)) را به یکدیگر متصل کند و نیروی جاذبه‌ بین مولکولی بوجود می‌آید که به پیوند هیدروژنی مرسوم است.
!خواص ترکیباتی که پیوند هیدروژنی دارند.
ترکیباتی که مولکولهای آنها از طریق پیوند هیدروژنی به همدیگر پیوسته‌اند، علاوه بر دارا بودن نقاط جوش بالا ، بطور غیرعادی در دمای بالا ذوب می‌شوند و ((آنتالپی تبخیر)) ، ((آنتالپی ذوب)) و ((گرانردی)) آنها زیاد است.
!((چرا یخ شناور است؟))
((یخ)) روی آب شناور می‌ماند زیرا به هنگام ((انجماد)) ، منبسط می‌شود. سبب این انبساط پیوند هیدروژنی میان مولکول‌های خمیده آب است ساختار خمیده یا زاویه‌ای مولکول آب ناشی از آرایش چهار وجهی چهار جفت الکترون در ((لایه ظرفیت)) یک اتم است. ساختار زاویه‌ای ((مولکول آب)) و پیوند هیدروژنی میان مولکولهای آب به آن معنی است که هر مولکول آب می‌تواند حداکثر با چهار مولکول آب دیگر پیوند هیدروژنی داشته باشد. پس آب مایع را می‌توان به صورت خوشه‌هایی از مولکولهای آب تصورکرد، خوشه‌هایی که با پیوند هیدروژنی از مولکولهای آب ساخته شده‌اند و دائم در حال حرکتند.

شمار مولکولها در هر خوشه و سرعت حرکت خوشه‌ها به ((دما)) بستگی دارد. با سرد شدن آب ، مجموعه‌هایی از مولکولهای آب که به سرعت در حرکت‌اند، کند می‌شدند و در نقطه انجماد به یکدیگر قلاب شده ساختمان سه بعدی منبسط شده‌ای را بوجود می‌آورند. این ساختمان گسترده‌تر موجب می‌شود که تراکم یخ کمتر از آب باشد. ذوب شدن یخ در حدود 15% انرژی پیوند‌های هیدروژنی را می‌شکند و این امر سبب فرو ریختن ساختار می‌شود. در نتیجه مایعی متراکم حاصل می گردد.
!((خواص غیرعادی آب|چرا نقطه جوش آب بالا است؟))
خاصیت عجیب دیگر آب نقطه جوش نسبتا زیاد آن است. تقریبا تمام ترکیبات هیدروژن‌دار مجاور اکسیژن و اعضای خانواده آن یعنی {TEX()} { CH_4 ، NH_3 ، H_2S ، H_2Se ،H_2Te ، PH_3 ، HCL } {TEX} در دمای اتاق به حالت گازی هستند. اما آب مایع است. برای آنکه یک مولکول به حالت ((بخار)) در آید باید انرژی جذب کند تا بتواند خود را از قید مولکولهای دیگر آزاد کند. چون آب مایع با پیوند هیدروژنی به صورت خوشه‌هایی از مولکول‌ها در می‌آید برای شکسته شدن پیوند‌های هیدروژنی آن لازم است. اما همه پیوندهای هیدروژنی شکسته نمی‌شوند و خوشه‌هایی از مولکولهای آب حتی در نزدیکی 1000 درجه سانتیگراد هنوز وجود دارند.

وقتی آب گرم می‌شود آشفتگی گرمایی پیوند هیدروژنی را می‌گسلد تا آنکه در ((بخار آب)) ، فقط جزء کوچکی از شمار پیوندهای هیدروژنی موجود در آب مایع یا جامد باقی می‌ماند. اگر پیوند محکم میان مولکولی از قبیل پیوند هیدروژنی وجود نداشته باشد، مواد معمولا بنا به ((جرم مولکولی)) خود به جوش می‌آیند. جرم‌های مولکولی بزرگتر برای جوش آمدن به دمای زیادتری نیازمندند عمدتا به این دلیل که ((ابر الکترونی|ابرهای الکترونی)) بزرگتر آسانتر و پیچیده می‌شوند و این امر منجر به ((نیروی لاندن|نیروهای لاندن)) بین مولکولی قویتر می‌شود.
!کاربردهای پیوند
پیوندهای هیدروژنی در بسیاری از مواد یافت می‌شوند پدیده‌هایی از قبیل چسبناک شدن ((آب‌نبات)) سفت ، دیرتر خشک شدن الیاف پنبه‌ای از الیاف نایلونی‌ ، نرم شدن پوست با نایلونی ، ناهنجارهای ظاهری در ماهیت آب ، همگی ناشی از همین پیوندهای هیدروژنی است. پیوند هیدروژنی در تعیین ساختار و خواص مولکولهای سیستم‌های زنده نقش اساسی دارد. اجزای مارپیچ آلفا در ((ساختار پروتئین‌|ساختار پروتئین‌ها)) و اجزای مارپیچ دوگانه در ساختار DNA توسط پیوند هیدروژنی به هم می‌پیوندند. تشکیل و گسسته شدن پیوندهای هیدروژنی در تقسیم یافته و ((سنتز پروتئین‌|سنتز پروتئین‌ها)) توسط آن دارای اهمیت اساسی است.
!مباحث مرتبز با عنوان
*((ابر الکترونی))
*((اکسیژن))
*((الکترونگاتیوی))
*((پیوند شیمیایی))
*((پیوند کووالانسی))
*((پیوند فلزی))
*((پیوند یونی))
*((چرا یخ شناور است؟))
*((جفت الکترون))
*((خواص غیرعادی آب))
*((سنتز پروتئین‌))
*((فلوئور))
*((نیتروژن))
*((نیروی بین مولکولی))
*((نیروی لاندن))

تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 یکشنبه 03 مهر 1384 [12:28 ]   6   فیروزه نجفی      جاری 
 دوشنبه 28 شهریور 1384 [19:24 ]   5   فیروزه نجفی      v  c  d  s 
 دوشنبه 28 شهریور 1384 [19:19 ]   4   فیروزه نجفی      v  c  d  s 
 دوشنبه 28 شهریور 1384 [19:14 ]   3   فیروزه نجفی      v  c  d  s 
 چهارشنبه 02 دی 1383 [06:18 ]   2   حسین خادم      v  c  d  s 
 سه شنبه 24 آذر 1383 [05:54 ]   1   حسین خادم      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..