ما هي الرابطة الهيدروجينية؟
الرابطة الهيدروجينية Hydrogen bond هي نوع خاص من قوى التجاذب بين الجزيئات، وهي أقوى بكثير من قوى فان دير فالس. تلعب دورًا حاسمًا في تحديد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للعديد من المواد، بما في ذلك الماء والبروتينات والحمض النووي.
كيف تتكون الرابطة الهيدروجينية؟
تتكون الرابطة الهيدروجينية عندما ترتبط ذرة هيدروجين بذرة ذات كهرسلبية عالية مثل الأكسجين (O) أو النيتروجين (N) أو الفلور (F). هذا الارتباط يخلق قطبًا ثنائيًا قويًا، حيث تكون ذرة الهيدروجين ذات شحنة موجبة جزئية وذرة الأكسجين أو النيتروجين أو الفلور ذات شحنة سالبة جزئية.
تنجذب ذرة الهيدروجين الموجبة جزئيًا إلى زوج إلكتروني حر على ذرة الأكسجين أو النيتروجين أو الفلور في جزيء آخر. هذا التجاذب هو الرابطة الهيدروجينية.
خصائص الرابطة الهيدروجينية:
- قوة الرابطة: الرابطة الهيدروجينية أقوى من قوى فان دير فالس، ولكنها أضعف من الروابط التساهمية والأيونية.
- الاتجاهية: الرابطة الهيدروجينية ذات اتجاهية عالية، مما يعني أنها تتكون في اتجاهات محددة.
- التأثير على الخصائص الفيزيائية: تؤثر الرابطة الهيدروجينية على نقاط الغليان والانصهار واللزوجة والتوتر السطحي للمواد.
أمثلة على الرابطة الهيدروجينية:
- الماء: الرابطة الهيدروجينية بين جزيئات الماء هي المسؤولة عن العديد من الخصائص الفريدة للماء، مثل ارتفاع درجة غليانه وتوتره السطحي.
- البروتينات: تلعب الرابطة الهيدروجينية دورًا حاسمًا في تحديد البنية ثلاثية الأبعاد للبروتينات.
- الحمض النووي: تربط الرابطة الهيدروجينية بين قواعد النيتروجين في الحمض النووي، مما يحافظ على بنيته الحلزونية المزدوجة.
- الكحوليات: الرابطة الهيدروجينية بين جزيئات الكحول هي المسؤولة عن ارتفاع درجة غليانها مقارنة بالمركبات العضوية الأخرى ذات الكتلة الجزيئية المماثلة.
أهمية الرابطة الهيدروجينية:
- تلعب دورًا حيويًا في العديد من العمليات البيولوجية، مثل تضاعف الحمض النووي وتفاعلات البروتين-بروتين.
- تؤثر على الخصائص الفيزيائية للعديد من المواد، مما يجعلها مهمة في العديد من التطبيقات الصناعية والتكنولوجية.
- تلعب دورا مهما في تحديد شكل البروتينات وبالتالي وظيفتها.
التسميات
الكترونات