پیوند هیدروژنی در مقابل پیوند کووالانسی
پیوندهای شیمیایی اتم ها و مولکول ها را در کنار هم نگه می دارند. پیوندها در تعیین رفتار شیمیایی و فیزیکی مولکول ها و اتم ها مهم هستند. همانطور که توسط شیمیدان آمریکایی G. N. Lewis پیشنهاد شده است، اتم ها زمانی پایدار هستند که حاوی هشت الکترون در لایه ظرفیت خود باشند. اکثر اتم ها کمتر از هشت الکترون در لایه ظرفیت خود دارند (به جز گازهای نجیب در گروه 18 جدول تناوبی). بنابراین، آنها پایدار نیستند. این اتم ها تمایل به واکنش با یکدیگر دارند تا پایدار شوند. بنابراین، هر اتم می تواند به یک پیکربندی الکترونیکی گاز نجیب دست یابد. پیوند کووالانسی یکی از این پیوندهای شیمیایی است که اتم ها را در ترکیبات شیمیایی به هم متصل می کند.پیوندهای هیدروژنی جاذبه های بین مولکولی بین مولکول ها هستند.
پیوندهای هیدروژنی
وقتی هیدروژن به یک اتم الکترونگاتیو مانند فلوئور، اکسیژن یا نیتروژن متصل می شود، یک پیوند قطبی ایجاد می شود. به دلیل الکترونگاتیوی، الکترون های پیوند بیشتر به اتم الکترونگاتیو جذب می شوند تا اتم هیدروژن. بنابراین، اتم هیدروژن یک بار مثبت جزئی دریافت می کند، در حالی که اتم الکترونگاتیو بیشتر یک بار منفی جزئی دریافت می کند. هنگامی که دو مولکول دارای این جدایی بار نزدیک باشند، بین هیدروژن و اتم دارای بار منفی نیروی جاذبه وجود خواهد داشت. این جاذبه به پیوند هیدروژنی معروف است. پیوندهای هیدروژنی نسبتا قوی تر از سایر برهمکنش های دوقطبی هستند و رفتار مولکولی را تعیین می کنند. به عنوان مثال، مولکول های آب دارای پیوند هیدروژنی بین مولکولی هستند. یک مولکول آب می تواند چهار پیوند هیدروژنی با مولکول آب دیگر ایجاد کند. از آنجایی که اکسیژن دو جفت تنها دارد، می تواند دو پیوند هیدروژنی با هیدروژن با بار مثبت ایجاد کند.سپس دو مولکول آب را می توان به عنوان یک دایمر شناخته شد. هر مولکول آب به دلیل قابلیت پیوند هیدروژنی می تواند با چهار مولکول دیگر پیوند برقرار کند. این منجر به نقطه جوش بالاتر برای آب می شود، حتی اگر یک مولکول آب وزن مولکولی کمی داشته باشد. بنابراین، انرژی مورد نیاز برای شکستن پیوندهای هیدروژنی زمانی که به فاز گاز می روند، زیاد است. علاوه بر این، پیوندهای هیدروژنی ساختار کریستالی یخ را تعیین می کنند. آرایش منحصر به فرد شبکه یخی به شناور شدن آن بر روی آب کمک می کند و از این رو از آبزیان در فصل زمستان محافظت می کند. به غیر از این، پیوند هیدروژنی نقشی حیاتی در سیستم های بیولوژیکی ایفا می کند. ساختار سه بعدی پروتئین ها و DNA تنها بر پایه پیوندهای هیدروژنی است. پیوندهای هیدروژنی را می توان با حرارت و نیروهای مکانیکی از بین برد.
پیوندهای کووالانسی
وقتی دو اتم با اختلاف الکترونگاتیوی مشابه یا بسیار کم با هم واکنش نشان می دهند، با به اشتراک گذاشتن الکترون ها یک پیوند کووالانسی تشکیل می دهند. هر دو اتم می توانند با به اشتراک گذاشتن الکترون ها از این طریق، پیکربندی الکترونیکی گاز نجیب را به دست آورند.مولکول محصولی است که از تشکیل پیوندهای کووالانسی بین اتم ها حاصل می شود. به عنوان مثال، هنگامی که اتم های مشابه به هم متصل می شوند تا مولکول هایی مانند Cl2، H2، یا P4 ، هر اتم توسط یک پیوند کووالانسی به اتم دیگر متصل می شود. مولکول متان (CH4) همچنین دارای پیوند کووالانسی بین اتم‌های کربن و هیدروژن است. متان نمونه ای برای مولکولی است که دارای پیوند کووالانسی بین اتم ها با اختلاف الکترونگاتیوی بسیار کم است.
تفاوت بین پیوندهای هیدروژنی و کووالانسی چیست؟
• پیوندهای کووالانسی بین اتم ها برای تولید یک مولکول ایجاد می شود. پیوندهای هیدروژنی را می توان بین مولکول ها مشاهده کرد.
• اتم هیدروژن باید وجود داشته باشد تا پیوند هیدروژنی داشته باشد. پیوندهای کووالانسی می توانند بین هر دو اتم ایجاد شوند.
• پیوندهای کووالانسی قوی تر از پیوندهای هیدروژنی هستند.
• در پیوند کووالانسی، الکترون ها بین دو اتم به اشتراک گذاشته می شوند، اما در پیوند هیدروژنی، این نوع اشتراک صورت نمی گیرد. بلکه یک برهمکنش الکترواستاتیکی بین یک بار مثبت و یک بار منفی رخ می دهد.
