Різниця між водневим зв’язком та ковалентним зв’язком

Водневий зв’язок проти ковалентного зв’язку

Хімічні зв’язки утримують атоми та молекули разом. Зв’язки мають важливе значення при визначенні хімічної та фізичної поведінки молекул та атомів. Як запропонував американський хімік Г.Н.Льюїс, атоми є стабільними, коли у своїй валентній оболонці містяться вісім електронів. Більшість атомів мають менше восьми електронів у своїх валентних оболонках (крім благородних газів групи 18 періодичної таблиці); тому вони не стійкі. Ці атоми, як правило, реагують один з одним, щоб стати стабільними. Таким чином, кожен атом може досягти благородної газової електронної конфігурації. Ковалентний зв’язок - це такий хімічний зв’язок, який з'єднує атоми в хімічних сполуках. Водневі зв’язки - це міжмолекулярні атракції між молекулами.

Водневі зв’язки

Якщо водень приєднаний до електронегативного атома, наприклад фтору, кисню чи азоту, то це призведе до полярного зв’язку. Через електронегативність електрони у зв’язку будуть більше притягуватись до електронегативного атома, ніж до атома водню. Тому атом водню отримає частковий позитивний заряд, тоді як більш електронегативний атом отримає частковий негативний заряд. Коли дві молекули, що мають це розділення заряду, знаходяться поруч, між воднем та негативно зарядженим атомом виникне сила притягання. Ця атракція відома як воднева зв'язка. Водневі зв’язки відносно сильніші за інші дипольні взаємодії, і вони визначають молекулярну поведінку. Наприклад, молекули води мають міжмолекулярні водневі зв’язки. Одна молекула води може утворювати чотири водневі зв’язки з іншою молекулою води. Оскільки кисень має дві самотні пари, він може утворювати два водневі зв’язки із позитивно зарядженим воднем. Тоді дві молекули води можна назвати димером. Кожна молекула води може зв’язуватися з чотирма іншими молекулами через здатність водневого зв’язку. Це призводить до більш високої температури кипіння води, навіть якщо молекула води має низьку молекулярну масу. Тому енергія, необхідна для розриву водневих зв’язків, коли вони йдуть у газоподібну фазу, висока. Далі водневі зв’язки визначають кристалічну структуру льоду. Унікальна композиція льодовикової решітки допомагає їй плавати по воді, отже, захищає водний світ у зимовий період. Крім цього, зв'язок водню відіграє важливу роль у біологічних системах. Тривимірна структура білків і ДНК базується виключно на водневих зв’язках. Водневі зв’язки можуть руйнуватися нагріванням та механічними силами.

Ковалентні облігації

Коли два атоми, що мають однакову або дуже низьку різницю електронегативності, реагують разом, вони утворюють ковалентний зв’язок шляхом обміну електронами. Обидва атоми можуть отримати електронну конфігурацію благородного газу шляхом обміну електронами таким чином. Молекула - це продукт, отриманий в результаті утворення ковалентних зв’язків між атомами. Наприклад, коли ті ж атоми приєднуються до утворення молекул, як Cl₂, Н₂, або Р₄, кожен атом пов'язаний з іншим ковалентним зв’язком. Молекула метану (СН₄) також має ковалентні зв’язки між атомами вуглецю та водню. Метан - приклад молекули, що має ковалентні зв’язки між атомами з дуже низькою різницею електронегативності.