Kandungan
- TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)
- Bagaimana Borang Molekul Polar
- Bagaimana Obligasi Hidrogen Terbentuk
- Bon Hidrogen dalam Air
Molekul kutub yang termasuk atom hidrogen boleh membentuk ikatan elektrostatik yang dipanggil bon hidrogen. Atom hidrogen adalah unik kerana ia terdiri daripada satu elektron di sekeliling proton tunggal. Apabila elektron tertarik kepada atom-atom lain dalam molekul, caj positif terhadap proton terdedah menyebabkan polarisasi molekul.
Mekanisme ini membolehkan molekul tersebut membentuk ikatan hidrogen yang kuat di atas dan di atas ikatan kovalen dan ionik yang menjadi asas bagi kebanyakan sebatian. Bon hidrogen boleh memberikan sifat-sifat tertentu sebatian dan boleh membuat bahan lebih stabil daripada sebatian yang tidak dapat membentuk ikatan hidrogen.
TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)
Molekul kutub yang termasuk atom hidrogen dalam ikatan kovalen mempunyai muatan negatif pada satu hujung molekul dan muatan positif pada hujung yang berlawanan. Satu elektron dari atom hidrogen berhijrah ke atom ikatan kovalen yang lain, meninggalkan proton hidrogen bercas positif yang terdedah. Proton tertarik kepada hujung molekul lain yang negatif, membentuk ikatan elektrostatik dengan salah satu elektron lain. Ikatan elektrostatik ini dipanggil ikatan hidrogen.
Bagaimana Borang Molekul Polar
Dalam ikatan kovalen, atom berkongsi elektron untuk membentuk sebatian yang stabil. Dalam ikatan kovalen nonpolar, elektron dikongsi bersama. Sebagai contoh, dalam ikatan peptida nonpolar, elektron dikongsi sama antara atom karbon bagi kumpulan karbonil oksigen karbon dan atom nitrogen kumpulan nitrogen-hidrogen amide.
Untuk molekul polar, elektron yang dikongsi dalam ikatan kovalen cenderung untuk berkumpul di satu sisi molekul manakala sisi lain menjadi bercas positif. Elektron bermigrasi kerana salah satu atom mempunyai pertalian yang lebih besar untuk elektron daripada atom lain dalam ikatan kovalen. Sebagai contoh, walaupun ikatan peptida itu bukan polar, struktur protein yang berkaitan adalah disebabkan oleh ikatan hidrogen antara atom oksigen kumpulan karbonil dan atom hidrogen kumpulan amide.
Konfigurasi ikatan kovalen biasa memasangkan atom-atom yang mempunyai beberapa elektron dalam cangkang luar mereka dengan yang memerlukan jumlah elektron yang sama untuk melengkapkan cangkang luar mereka. Atom berkongsi elektron tambahan dari bekas atom, dan setiap atom mempunyai shell elektron luaran lengkap beberapa waktu.
Selalunya atom yang memerlukan elektron tambahan untuk melengkapkan shell luarnya menarik elektron lebih kuat daripada atom yang menyediakan elektron tambahan. Dalam kes ini, elektron tidak dikongsi secara sama rata, dan mereka menghabiskan lebih banyak masa dengan atom penerima. Akibatnya, atom penerima cenderung mempunyai caj negatif manakala atom penderma bercas positif. Molekul tersebut dipolarisasi.
Bagaimana Obligasi Hidrogen Terbentuk
Molekul yang termasuk atom hidrogen terikat kovalen sering dipolarisasi kerana elektron tunggal atom hidrogen agak longgar dipegang. Ia mudah berpindah ke atom lain dari ikatan kovalen, meninggalkan satu proton atom positif pada satu pihak.
Apabila atom hidrogen kehilangan elektron, ia boleh membentuk ikatan elektrostatik yang kuat kerana, tidak seperti atom lain, ia tidak lagi mempunyai sebarang elektron yang melindungi cas positif. Proton tertarik kepada elektron molekul lain, dan ikatan yang terhasil dipanggil ikatan hidrogen.
Bon Hidrogen dalam Air
Molekul air, dengan formula kimia H2O, dipolarisasi dan membentuk ikatan hidrogen yang kuat. Atom oksigen tunggal membentuk ikatan kovalen dengan dua atom hidrogen tetapi tidak berkongsi elektron sama. Kedua-dua elektron hidrogen menghabiskan sebahagian besar masa mereka dengan atom oksigen, yang menjadi negatif. Kedua-dua atom hidrogen menjadi proton positif dan membentuk ikatan hidrogen dengan elektron dari atom oksigen molekul air lain.
Kerana air membentuk ikatan tambahan di antara molekulnya, ia mempunyai beberapa sifat yang tidak biasa. Air mempunyai ketegangan permukaan yang sangat kuat, mempunyai titik mendidih yang sangat tinggi dan memerlukan banyak tenaga untuk berubah dari air cecair menjadi wap. Ciri-ciri semacam ini adalah tipikal bahan yang mana molekul polarisasi membentuk ikatan hidrogen.