Liên kết hydro và Liên kết cộng hóa trị
Liên kết hóa học giữ các nguyên tử và phân tử lại với nhau. Trái phiếu rất quan trọng trong việc xác định hành vi hóa học và vật lý của các phân tử và nguyên tử. Theo đề xuất của nhà hóa học người Mỹ G. N. Lewis, nguyên tử ổn định khi chúng chứa 8 electron trong lớp vỏ hóa trị của chúng. Hầu hết các nguyên tử có ít hơn 8 electron trong lớp vỏ hóa trị của chúng (trừ các khí cao nhất trong nhóm 18 của bảng tuần hoàn); do đó, chúng không ổn định. Các nguyên tử này có xu hướng phản ứng với nhau để trở nên bền vững. Do đó, mỗi nguyên tử có thể đạt được cấu hình điện tử khí cao hơn. Liên kết cộng hóa trị là một trong những liên kết hóa học kết nối các nguyên tử trong các hợp chất hóa học. Liên kết hydro là lực hút liên phân tử giữa các phân tử.
Trái phiếu Hydrogen
Khi hydro được gắn với một nguyên tử âm điện như flo, oxy hoặc nitơ, một liên kết phân cực sẽ dẫn đến. Do có độ âm điện nên các êlectron trong liên kết sẽ bị hút về nguyên tử độ âm nhiều hơn nguyên tử hiđrô. Do đó, nguyên tử hydro sẽ nhận một phần điện tích dương, trong khi nguyên tử âm điện hơn sẽ nhận một phần điện tích âm. Khi hai phân tử có sự phân tách điện tích này ở gần nhau, sẽ có một lực hút giữa nguyên tử hydro và nguyên tử mang điện tích âm. Lực hút này được gọi là liên kết hydro. Các liên kết hydro tương đối mạnh hơn các tương tác lưỡng cực khác, và chúng quyết định hành vi của phân tử. Ví dụ, các phân tử nước có liên kết hydro giữa các phân tử. Một phân tử nước có thể hình thành bốn liên kết hydro với một phân tử nước khác. Vì oxy có hai cặp đơn lẻ nên nó có thể tạo thành hai liên kết hydro với hydro tích điện dương. Sau đó, hai phân tử nước có thể được biết đến như một chất dimer. Mỗi phân tử nước có thể liên kết với bốn phân tử khác vì khả năng liên kết hydro. Điều này dẫn đến nhiệt độ sôi của nước cao hơn, mặc dù phân tử nước có trọng lượng phân tử thấp. Do đó, năng lượng cần thiết để phá vỡ các liên kết hydro khi chúng chuyển sang pha khí là rất cao. Hơn nữa, liên kết hydro quyết định cấu trúc tinh thể của nước đá. Sự sắp xếp độc đáo của mạng lưới băng giúp nó nổi trên mặt nước, do đó bảo vệ đời sống thủy sinh trong thời kỳ mùa đông. Ngoài ra, liên kết hydro đóng một vai trò quan trọng trong các hệ thống sinh học. Cấu trúc ba chiều của protein và DNA chỉ dựa trên các liên kết hydro. Các liên kết hydro có thể bị phá hủy bằng cách đốt nóng và lực cơ học.
Trái phiếu cộng hóa trị
Khi hai nguyên tử có hiệu số độ âm điện giống nhau hoặc rất thấp phản ứng với nhau, chúng tạo thành liên kết cộng hóa trị bằng cách chia sẻ các electron. Cả hai nguyên tử đều có thể có được cấu hình điện tử khí cao nhất bằng cách chia sẻ các điện tử theo cách này. Phân tử là sản phẩm do sự hình thành liên kết cộng hóa trị giữa các nguyên tử. Ví dụ, khi các nguyên tử giống nhau liên kết để tạo thành các phân tử như Cl2, H2, hoặc P4, mỗi nguyên tử được liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị. Phân tử mêtan (CH4 ) cũng có liên kết cộng hóa trị giữa các nguyên tử cacbon và hydro. Mêtan là một ví dụ cho phân tử có liên kết cộng hóa trị giữa các nguyên tử với hiệu số độ âm điện rất thấp.
Sự khác biệt giữa Trái phiếu Hydro và Trái phiếu Cộng hóa trị là gì?
• Kết quả liên kết cộng hóa trị giữa các nguyên tử để tạo ra phân tử. Các liên kết hydro có thể được nhìn thấy giữa các phân tử.
• Nguyên tử hydro cần có liên kết hydro. Liên kết cộng hóa trị có thể xảy ra giữa hai nguyên tử bất kỳ.
• Liên kết cộng hóa trị mạnh hơn liên kết hydro.
• Trong liên kết cộng hóa trị, các electron được chia sẻ giữa hai nguyên tử nhưng trong liên kết hydro, kiểu chia sẻ này không diễn ra; đúng hơn là xảy ra tương tác tĩnh điện giữa điện tích dương và điện tích âm.
