Шта узрокује везивање водоника?

Везање водоника се дешава између а водоник атом и ан електронегативни атом (нпр. кисеоник, флуор, хлор). Веза је слабија од јонске или ковалентне везе, али јача од снаге ван дер Ваалса (5 до 30 кЈ / мол). Хидроген веза се класификује као врста слабе хемијске везе.

Разлог везивање водоника догађа се зато што се електрон не дели равномерно између атома водоника и негативно наелектрисаног атома. Водоник у вези и даље има само један електрон, док су за стабилан пар електрона потребна два електрона. Резултат тога је да атом водоника носи слаб позитиван набој, па остаје привлачен атомима који и даље носе негативан набој. Из тог разлога, везивање водоника не долази у молекулама са неполарним ковалентним везама. Било које једињење са поларним ковалентним везама има потенцијал да формира водоничне везе.

Водоничне везе могу да се формирају унутар молекула или између атома у различитим молекулима. Иако органски молекул није потребан за везивање водоника, феномен је изузетно важан у биолошким системима. Примери везивања водоника укључују:

• између два молекула воде
• држећи два ланца ДНК заједно да формирају двоструку спиралу
• јачање полимера (нпр. понављајућа јединица која помаже кристализацији најлона)
• формирање секундарних структура у протеинима, као што су алфа хеликса и бета плочасто слово
• између влакана у тканини, што може резултирати формирање бора
• између антигена и антитела
• између ензима и супстрата
• везивање фактора транскрипције на ДНК

Водикове везе представљају неке важне особине воде. Иако је водонска веза само 5% јака као ковалентна веза, довољно је да се стабилишу молекули воде.

• Везање водоника узрокује да вода остане течна у широком температурном опсегу.
• Како је потребна додатна енергија да би прекинула водоничне везе, вода има необично велику топлину испаравања. Вода има много већу тачку кључања од осталих хидрида.

Постоје многе важне последице ефеката везивања водоника између молекула воде:

• Везање водоника чини лед мање густим од течне воде, тако лед плута на води.
• Утицај везивања водоника на топлота испаравања помаже да знојење буде ефикасно средство за снижавање температуре за животиње.
• Утицај на топлотни капацитет значи да вода штити од екстремних температурних промена у близини великих водних тијела или влажних окружења. Вода помаже да се регулише температура на глобалној разини.

Везање водоника је најзначајније између водоника и високо електронегативних атома. Дужина хемијске везе зависи од њене снаге, притиска и температуре. Угао везе зависи од специфичне хемијске врсте која је укључена у везу. Јачина водоникских веза креће се од веома слабе (1–2 кЈ мол-1) до врло јаке (161,5 кЈ мол-1). Неки пример енталпије у пару су:

Ф-Х…: Ф (161,5 кЈ / мол или 38,6 кцал / мол)
О-Х…: Н (29 кЈ / мол или 6,9 кцал / мол)
О-Х…: О (21 кЈ / мол или 5,0 кцал / мол)
Н-Х…: Н (13 кЈ / мол или 3,1 кцал / мол)
Н-Х…: О (8 кЈ / мол или 1,9 кцал / мол)
ХО-Х…: ОХ₃⁺ (18 кЈ / мол или 4,3 кцал / мол)

_{Референце}

_{Ларсон, Ј. В.; МцМахон, Т. Б. (1984). "Бихалидни и псеудобихалидни јони у гасној фази. Јон циклотронска резонанца одређује енергије водоничне везе у КСХИ врстама (Кс, И = Ф, Цл, Бр, ЦН) ". Неорганска хемија 23 (14): 2029–2033.}

_{Емслеи, Ј. (1980). "Веома јаке водоничне везе". Рецензије хемијског друштва 9 (1): 91–124.
Омер Марковитцх и Ноам Агмон (2007). "Структура и енергија хидрата хидронијумских шкољки". Ј. Пхис. Цхем. А 111 (12): 2253–2256.}