الروابط الهيدروجينية بين الجزئيات
- الروابط الهيدروجينية نوع خاص من القوى الثنائية القطبية Dipole-Dipole Attractive Force
- تحدث الروابط الهيدروجينية بين الجزيئات التي تحتوي على ذرة هيدروجين مرتبطة مع ذرة صغيرة ذات كهروسالبية كبيرة تحتوي على الأقل على زوج واحد من الإلكترونات غير الرابطة.
- تتغلب عادة الروابط الهيدروجينية على كل من قوى التشتت London Dispersion Forces والقوى الثنائية القطبية Dipole-Dipole Attractive Force.
- لكى تتكون الرابطة الهيدروجينية لا بد للهيدروجين أن يرتبط إما مع ذرة فلور أو أكسجين أو نيتروجين ، حيث تكون كهروسالبية هذة الذرات كافية لجعل ذرة الهيدروجين ذات شحنة جزئية موجبة،وتكون هذه الذرات في الوقت نفسه صغيرة بقدر كاف يسمح لإزواج الإلكترونات غير الرابطة فيها بالاقتراب من ذرات الهيدروجين.
- على سبيل المثال، لذرات الهيدروجين في جزيء الماء شحنة جزئية موجبة كبيرة ، ولذرة الأكسجين شحنة جزئية سالبة كبيرة، وعند اقتراب جزيئات الماء تنجذب ذرة الهيدروجين فى الجزئ نحو زوج الإلكترونات غير الرابط مع ذرة أكسجين في جزئ آخر كما هو موضح بالشكل التالي:
- تفسر الرابطة الهيدروجينية سبب وجود الماء فى الحالة السائلة عند درجة حرارة الغرفة ، بينما تكون المركبات المشابهة للماء فى كتلتها المولية في الحالة الغازية كما فى الجدول التالي:
- من السهل التفريق بين الماء والميثان فجزيئات الميثان غير قطبية ، والقوى الوحيدة التى تربط بين جزيئاتها هي قوى التشتت الضعيفة.
- أما الفرق بين الماء والأمونيا فغير واضح حيث يمكن لجزئيات هذين المركبين تكوين روابط هيدروجينية . ولأن الأمونيا تكون غازاً عند درجة حرارة الغرفة فذلك يدل على أن قوى الترابط بين جزيئات الأمونيا ليست قوية. ولأن ذرات الأكسجين أكثر كهروسالبية من ذرات النيتروجين فإن الرابطة بين O-H في جزئ الماء أكثر قطبية من الرابطة بين N-H فى الأمونيا. ونتيجة لذلك فأن الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء أكثر قوة من الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الأمونيا.