Какими особыми свойствами обладают вещества с водородной связью
Между атомами водорода и атомом элемента, обладающим высокой электроотрицательностью, возникает особый тип связи – водородная химическая связь. Она может образовываться не только внутри молекулы, но и между соседними молекулами.
Общее описание
Электроотрицательность – способность атома удерживать валентные электроны на внешнем энергетическом уровне или количественная характеристика, показывающая, с какой силой притягиваются электроны к ядру атома. Наиболее электроотрицательными элементами являются фтор, азот и кислород.
Рис. 1. Ряд электроотрицательности.
Сильное электростатическое взаимодействие между атомом водорода и электроотрицательными атомами обуславливается небольшими размерами атома водорода и силой притяжения атомов элементов. В результате возникает частный случай ковалентной полярной связи. Примерами водородной химической связи являются:
- плавиковая кислота (HF);
- вода (H2O);
- аммиак (NH3);
- соляная кислота (HCl);
- сероводород (H2S).
Наличие водородной связи обуславливает физические и химические свойства вещества. В частности определяет температуру плавления, кипения, растворимость, кислотность.
Особенностью связи является её невысокая прочность и распространённость, особенно в органических веществах.
Типы
Водородная связь бывают двух типов:
- межмолекулярная, возникающая между несколькими однотипными молекулами;
- внутримолекулярная, возникающая внутри одной молекулы.
Способ образования связи в обоих типах одинаковый. Разница только в том, что с помощью межмолекулярной водородной связи образуются цепочка молекул, а при внутримолекулярной связи водород «сцепляется» с атомами внутри молекулы.
Например, молекула воды образована одним атомом кислорода и двумя атомами водорода. За счёт высокой электроотрицательности кислород, на внешнем энергетическом уровне которого шесть электронов, притягивает единственные электроны двух атомов водорода. Две пары электронов кислорода остаются свободными. При этом у водорода освобождается орбиталь. Другая аналогичная молекула может присоединиться в месте свободных электронных пар атома кислорода, заполнив освободившуюся орбиталь водорода. Возникает межмолекулярная водородная связь.
Рис. 2. Строение молекулы воды.
Аналогичным образом соединяются молекулы плавиковой кислоты и аммиака. Однако связь между азотом и водородом будет слабее, чем между водородом и кислородом. Также молекулы плавиковой кислоты сильнее притягиваются друг к другу, чем молекулы воды. Это объясняется величиной электроотрицательности.
Внутримолекулярная водородная связь чаще всего возникает внутри сложных молекул органических веществ – белков, ДНК, аренов. Например, водородная связь образуется в молекуле салициловой кислоты между атомом водорода гидроксильной группы и кислорода, входящего в функциональную группу -СООН.
Рис. 3. Водородная связь в салициловой кислоте.
Водородные связи графически изображаются точками.
Что мы узнали?
Между атомами водорода и атомами неметаллов возникает водородная связь, основанная на электростатическом взаимодействии атомов. Это частный случай ковалентной полярной связи, характеризующийся взаимодействием водорода и атомов с высокой электроотрицательностью. Связь бывает двух типов: межмолекулярная, возникающая между молекулами вещества, и внутримолекулярная, возникающая между водородом и атомом другого элемента в одной молекуле. Водородная связь присуща неорганическим и органическим веществам.
Тест по теме
Оценка доклада
Средняя оценка: 4.5. Всего получено оценок: 428.
- Главная
русский язык
в природе? 3 вопрос…. Какую роль играет внутримолекулярная водородная связь в организации нативной (природной) структуры биополимеров-белков и нуклеиновых кислот? 4 вопрос…… Какую роль играет внутримолекулярная водородная связь в хранении и передаче наследственной информации?При ответе используйте знания по курсу общей биологии, а также консультации учителей биологии и химии.
Hardina2000
01 окт. 2016 г., 6:40:22 (3 года назад)
NiKaw
01 окт. 2016 г., 9:33:00 (3 года назад)
1) Для веществ с межмолекулярной связью также присущи особые свойства.
Наличием водородной связи объясняется тот факт, что даже вещества с небольшими относительными молекулярными массами при обычных условиях представляют собой жидкости (вода, спирты – метанол, этанол, пропанол, карбоновые кислоты – мураьиная, уксусная) или легко сжижаемые газы (фтороводород, аммиак). (Слайд №9)
Некоторые спирты – метанол, этанол, глицерин, этиленгликоль, уксусная и муравьиная кислоты неограничеснно растворяются в воде. (Слайд №10) (Демонстрация растворения в воде глицерина, уксусной кислоты и этилового спирта).
Образованием водородных связей объясняется аномально высокие температуры кипения (1000) и температуры плавления (00) воды и других веществ. (Слайд №11)
Водородные связи в немалой степени способствуют образованию кристаллов в виде снежинок и измороси. (Слайд №12)
NastyaHonor
01 окт. 2016 г., 10:39:51 (3 года назад)
Помогите пожалуйста
Tanyanfy
01 окт. 2016 г., 13:23:25 (3 года назад)
напишите пожалуйста 4 вопрос
Farizaqasanova
01 окт. 2016 г., 16:18:44 (3 года назад)
спасибо уже не надо
Ответить
Другие вопросы из категории
Читайте также
Yasmina23111982 / 08 апр. 2014 г., 0:55:37
1) какими химическими свойствами обладает соединение, молекулы которого имеют строение CH2=СH-CH2OH?
а) только спиртов, б) спиртов и непредельных углеводородов, в) только непредельных УВ, в) альдегидов и непредельных УВ,
2) какие пары веществ можно ввести в реакцию, чтобы получить стирол?
а) 1-фенилэтанол и спиртовой раствор КОН, б) 2-фенилэтанол и бромоводород, в) 1-фенилэтанол и серную кислоту (t>140), г) 1-бром-2-фенилэтан и спиртовой раствор КОН
3) Укажите формулы сложных эфиров
а) С3Н7 — О — С2Н5
б) СН3-СН2 — О — NО2
в) С12Н25СООСН3
г) СН2 — О — СОС2Н5
l
CH2 — O- COC2H5
Заранее огромное спасибо, если можно, то с объяснениями, я оч хочу разобраться, однако я никудышный химик с:
Dimaparhomin / 25 нояб. 2013 г., 3:54:29
7. Выберите правильное утверждение, касающееся простых веществ, образованных элементом кислородом.
А. Воздух и кислород являются аллотропными модификациями.
Б. Озон по химическим свойствам не отличается от кислорода.
В. В отличие от кислорода, озон имеет окраску и запах.
Г. Верхние слои атмосферы Земли содержат 21% аллотропной модификации кислорода — озона.
8. Выберите правильное утверждение, касающееся нахождения элементов кислорода и серы в природе.
А. Атомы кислорода входят в состав поваренной соли.
Б. Элемент сера входит в состав газов, выделяющихся при гниении органических веществ животного и растительного происхождения.
В. Озон входит в состав минералов, являющихся оксидами металлов.
9. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений относительно получения и химических свойств простых веществ серы и кислорода правильные, а какие — неправильные.
А. При горении серы в присутствии кислорода образуется преимущественно триоксид серы.
Б. Кислород в промышленности получают из сжиженного воздуха.
В. При растворении серы в воде образуются растворы, окрашивающие лакмус в красный цвет.
Г. Сера сгорает в водороде с образованием сернистой кислоты.
10. Выберите правильное утверждение, касающееся простых веществ, образованных элементом кислородом.
А. Озон в атмосфере Земли образуется в результате гниения органических остатков.
Б. Молекулы кислорода и озона превращаются друг в друга
в атмосфере под влиянием ультрафиолетового света.
В. Кислород более токсичный газ, чем озон.
Г. Озон не является аллотропной модификацией кислорода.
11. Выберите правильное утверждение, касающееся нахождения элементов кислорода и серы в природе.
Б. Элемент сера входит в состав питьевой соды.
В. Атомы кислорода присутствуют не только в молекулах вещества кислорода, но и в молекулах других газов атмосферы.
12. Отметьте, какие из следующих четырех утверждений, описывающих получение и химические свойства простых веществ серы и кислорода правильные, а какие — неправильные.
А. Сера в реакциях со щелочными и щелочноземельными металлами образует сульфиды.
Б. Сера является более сильным окислителем, чем кислород.
В. Кислород при нормальных условиях не образует оксида
на поверхности алюминия.
Г. Сера более активно реагирует с большинством металлов, чем кислород.
Вы находитесь на странице вопроса «1 вопрос…Какими особыми свойствами обладают вещества с межмолекулярной водородной связью? 2 вопрос….Какую роль играет межмолекулярная водородная связь«, категории «химия«. Данный вопрос относится к разделу «10-11» классов. Здесь вы сможете получить ответ, а также обсудить вопрос с посетителями сайта. Автоматический умный поиск поможет найти похожие вопросы в категории «химия«. Если ваш вопрос отличается или ответы не подходят, вы можете задать новый вопрос, воспользовавшись кнопкой в верхней части сайта.
В молекулах соединениях HF, H2O, NH3 существуют связи водорода с сильно электроотрицательным элементом (Н–F, Н–O, Н–N). Между молекулами таких соединений могут образовываться межмолекулярные водородные связи. В некоторых органических молекулах, содержащих связи Н–O, Н–N, могут возникать внутримолекулярные водородные связи.
Механизм образования водородной связи имеет частично электростатический, частично донорно – акцепторный характер. При этом донором электронной пары выступают атом сильно электроотрицательного элемента (F, O, N), а акцептором — атомы водорода, соединенные с этими атомами. Как и для ковалентной связи, для водородной связи характерны направленность в пространстве и насыщаемость.
Водородную связь принято обозначать точками: Н ··· F. Водородная связь проявляется тем сильнее, чем больше электроотрицательность атома-партнера и чем меньше его размеры. Она характерна прежде всего для соединений фтора, а также кислорода, в меньшей степени азота, в еще меньшей степени для хлора и серы. Соответственно меняется и энергия водородной связи (табл. 1).
Таблица 1. Средние значения энергий водородных связей
Тип водородной связи | Энергия связи, кДж/моль |
Н ··· F | 40 |
Н ··· О | 20 |
H ··· N | 8 |
Межмолекулярная и внутримолекулярная водородная связь
Благодаря водородным связям молекулы объединяются в димеры и более сложные ассоциаты. Молекулы воды образуют ассоциаты (Н2О)2, (Н2О)3, (Н2О)4; спирта (C2H5ОН)4. Этим и объясняется увеличение температуры кипения спиртов по сравнению с углеводородами, Наблюдается хорошее растворение метанола и этанола в воде. Водородная связь, возникшая между молекулами, называется межмолекулярной.
Например, образование димера парагидроксибензальдегида можно представить следующей схемой (рис. 1).
Рис. 1. Образование межмолекулярных водородных связей в парагидроксибензальдегиде.
Водородные связи могут возникать как между различными молекулами (межмолекулярная водородная связь), так и внутри молекулы (внутримолекулярная водородная связь). Внутримолекулярные водородные связи имеются в многоатомных спиртах, углеводах, белках и
других органических веществах.
Рис. 2. Образование внутримолекулярных водородных связей в салициловом альдегиде.
Влияние водородной связи на свойства веществ
Наиболее удобным индикатором существования межмолекулярной водородной связи является температура кипения вещества. Более высокая температура кипения воды (100oC по сравнению с водородными соединениями элементов подгруппы кислорода (H2S, H2Se, H2Te) объясняется наличием водородных связей: на разрушение межмолекулярных водородных связей в воде необходимо затратить дополнительную энергию.
Водородная связь существенным образом может влиять на структуру и свойства веществ. Существование межмолекулярной водородной связи повышает температуры плавления и кипения веществ. Наличие внутримолекулярной водородной связи приводит к тому, что молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) оказывается свернутой в воде двойной спирали.
Водородная связь также играет важную роль в процессах растворения, поскольку растворимость зависит и от способности соединения давать водородные связи с растворителем. В результате содержащие ОН-группы такие вещества, как сахар, глюкоза, спирты, карбоновые кислоты, как правило, хорошо растворимы в воде.
Примеры соединений: одноатомные (метанол, этанол) и многоатомные спирты (глицерин, этиленгликоль), карбоновые кислоты, амины, аминокислоты, белки, вода, аммиак, фтороводород, кислородсодержащие карбоновые кислоты.
zmpro226
Вопрос по химии:
1 вопрос…Какими особыми свойствами обладают вещества с межмолекулярной водородной связью? 2 вопрос….Какую роль играет межмолекулярная водородная связь в природе? 3 вопрос…. Какую роль играет внутримолекулярная водородная связь в организации нативной (природной) структуры биополимеров-белков и нуклеиновых кислот? 4 вопрос…… Какую роль играет внутримолекулярная водородная связь в хранении и передаче наследственной информации?При ответе используйте знания по курсу общей биологии, а также консультации учителей биологии и химии.
Ответы и объяснения 1
nuterimokeke724
1 вопрос. Вещества имеющие водородную связь будут иметь особые свойства. Водородная связь — это связь между сильно электроотрицательным элементом одной молекулы и элементом с малым значением ЭО в другой молекуле. За счет водородных связей у спиртов, например, будут аномально высокие температуры кипения, чем у, например, соответствующих альдегидов. Так же, у воды есть водородные связи. Между атомом кислорода и водорода. Наличием водородных связей объясняется жидкое агрегатное состояние воды, в отличии от сероводорода, не смотря на то, что сероводород тяжелее чем вода, но в нем нет водородных связей.
2 вопрос. Многие природные полимеры «сшиваются» водородными связями (нейлон, целлюлоза, шелк, лен)
3 вопрос. водородная связь «сшивает» и удерживает белковые молекулы в спирали, так же «сшивает» молекулы ДНК (двойная спираль)
4 вопрос. За наследственную информацию отвечают нуклеиновые кислоты. Молекулы НК представляют собой двойные спирали, которые «сшиваются» водородными связями. При репликации ДНК разрываются водородные связи, спирали раскручиваются и расходятся. Каждая раскрученная цепочка — «база» для образования новой комплиментарной цепи нуклеотидов, за счет этих же водородных связей.
Знаете ответ? Поделитесь им!
Гость ?
Как написать хороший ответ?
Как написать хороший ответ?
Чтобы добавить хороший ответ необходимо:
- Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете
правильный ответ; - Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не
побуждал на дополнительные вопросы к нему; - Писать без грамматических, орфографических и
пунктуационных ошибок.
Этого делать не стоит:
- Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся
уникальные и личные объяснения; - Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не
знаю» и так далее; - Использовать мат — это неуважительно по отношению к
пользователям; - Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.
Есть сомнения?
Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует?
Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие
вопросы в разделе Химия.
Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи —
смело задавайте вопросы!
Химия — одна из важнейших и обширных областей естествознания, наука о веществах, их составе и строении, их свойствах, зависящих от состава и строения, их превращениях, ведущих к изменению состава — химических реакциях, а также о законах и закономерностях, которым эти превращения подчиняются.