Определение водородной связи.
Химическая связь между атомами элемента с высокой электроотрицательностью ( F, O, N и др.) одной молекулы и атомом водорода другой молекулы называют водородной .
Для возникновения водородных связей важно, чтобы в молекулах вещества были атомы водорода, связанные с небольшими, но электроотрицательными атомами, например: F, O, N и др .
Более электроотрицательный атом кислорода обусловливает полярный характер связи с избытком отрицательного заряда на атоме кислорода. Атом водорода при этом приобретает частично положительный заряд и взаимодействует с неподелёнными электронными парами атома кислорода в другой молекуле воды. Схематично водородная связь изображается точками.
Рис. 2. Водородные связи
Именно наличие водородных связей обусловливает многие аномальные физические свойства воды, например аномально высокие температуры кипения и плавления воды по сравнению с водородными соединениями элементов VIА группы периодической таблицы Д.И. Менделеева.
Рис. 7-1б. Объемная модель, показывающая расположение молекул воды, связанных водородными связями.
Учитывая заметную разницу зарядов на атомах Н и О соседних молекул, дополнительную прочность этой межмолекулярной связи придает притяжение разноименных зарядов. Водородные связи характерны для таких веществ, как вода H2O, аммиак NH3, фтороводород HF.
Уникальность воды состоит в том, что молекулы Н2О способны образовывать разветвлённую сеть водородных связей — четыре на одну молекулу
Благодаря водородным связям вода обладает способностью существовать в условиях Земли сразу в трёх агрегатных состояниях — твёрдом, жидком и газообразном. При этом температурный диапазон от 0 до 100 °С благоприятен для существования всего живого на планете. Благодаря четырём водородным связям молекулы воды в твёрдом состоянии образуют ажурную кристаллическую структуру льда, похожую на структуру алмаза . Полости в этой структуре делают лёд менее плотным, чем жидкая вода, поэтому лёд не тонет и, покрывая водоёмы, не даёт им промёрзнуть до дна.
Жизнь человека тесно связана с водой и зависит от неё. Вода — обязательный компонент живой клетки. Кровь человека содержит 30 % воды, мышцы — 75 %, стекловидное тело глаза — 99 %, кости — 25 %, зубная эмаль — 0,2%. Слёзы, слюна, желудочный сок также содержат воду.
Вода участвует во всех процессах жизнедеятельности: транспорте питательных веществ и кислорода, выведении продуктов распада, в дыхании и терморегуляции. Испаряясь, вода способствует охлаждению организма. Поэтому для обеспечения нормального существования человек ежедневно должен потреблять воды в 2 раза больше, чем питательных веществ, т. е. 2,5-6 л.
Потеря человеком 12-15 % воды приводит к нарушению обмена веществ, а потеря 25 % воды ведёт к гибели организма. Без пищи человек может прожить 30 дней, а без воды не более трёх дней. Вода также является средой обитания для многих животных и растений.
Ответить на вопрсы.
- Какая связь называется водородной? Почему она носит такое название?
- раскройте механизм образования водородной связи.