Водородна връзка срещу ковалентна връзка
Химичните връзки държат атомите и молекулите заедно. Връзките са важни при определяне на химичното и физическото поведение на молекулите и атомите. Както е предложено от американския химик GNLewis, атомите са стабилни, когато съдържат осем електрона във валентната си обвивка. Повечето от атомите имат по-малко от осем електрона във валентните си черупки (с изключение на благородните газове от група 18 на периодичната таблица); следователно те не са стабилни. Тези атоми са склонни да реагират помежду си, за да станат стабилни. По този начин всеки атом може да постигне електронна конфигурация на благороден газ. Ковалентната връзка е една такава химическа връзка, която свързва атомите в химичните съединения. Водородните връзки са междумолекулни атракции между молекулите.
Водородни връзки
Когато водородът е прикрепен към електроотрицателен атом като флуор, кислород или азот, ще се получи полярна връзка. Поради електроотрицателността електроните в връзката ще бъдат по-привлечени от електроотрицателния атом, отколкото от водородния атом. Следователно водородният атом ще получи частичен положителен заряд, докато по-електроотрицателният атом ще получи частичен отрицателен заряд. Когато две молекули с това разделяне на заряда са наблизо, ще има сила на привличане между водорода и отрицателно заредения атом. Това привличане е известно като водородно свързване. Водородните връзки са относително по-силни от другите диполни взаимодействия и те определят молекулярното поведение. Например водните молекули имат междумолекулна водородна връзка. Една молекула вода може да образува четири водородни връзки с друга молекула вода. Тъй като кислородът има две самотни двойки, той може да образува две водородни връзки с положително зареден водород. Тогава двете водни молекули могат да бъдат известни като димер. Всяка молекула вода може да се свърже с четири други молекули поради способността за водородно свързване. Това води до по-висока точка на кипене на водата, въпреки че водната молекула има ниско молекулно тегло. Следователно енергията, необходима за разкъсване на водородните връзки, когато те преминават към газообразната фаза, е висока. Освен това водородните връзки определят кристалната структура на леда. Уникалното подреждане на ледената решетка му помага да плава по вода, като по този начин защитава водния живот през зимния период. Освен това водородното свързване играе жизненоважна роля в биологичните системи. Триизмерната структура на протеините и ДНК се основава единствено на водородни връзки. Водородните връзки могат да бъдат разрушени чрез нагряване и механични сили.
Ковалентни връзки
Когато два атома с подобна или много ниска разлика в електроотрицателността реагират заедно, те образуват ковалентна връзка чрез споделяне на електрони. И двата атома могат да получат електронната конфигурация на благородния газ, като споделят електрони по този начин. Молекулата е продуктът, получен в резултат на образуването на ковалентни връзки между атомите. Например, когато същите атоми са свързани за образуване на молекули като Cl 2, H 2, или P 4, всеки атом е свързан към друг чрез ковалентна връзка. Молекулата на метана (СН 4) също има ковалентни връзки между въглеродните и водородните атоми. Метанът е пример за молекула, имаща ковалентни връзки между атоми с много ниска разлика в електроотрицателността.
Каква е разликата между водородните и ковалентните връзки?
• В резултат на ковалентните връзки между атомите се получава молекула. Между молекулите могат да се видят водородни връзки.
• Водородният атом трябва да е там, за да има водородна връзка. Ковалентни връзки могат да възникнат между всеки два атома.
• Ковалентните връзки са по-силни от водородните връзки.
• При ковалентно свързване електроните се споделят между два атома, но при водородното свързване този вид споделяне не се извършва; по-скоро възниква електростатично взаимодействие между положителен заряд и отрицателен заряд.
