Vodíková vazba vs kovalentní vazba
Chemické vazby drží atomy a molekuly pohromadě. Vazby jsou důležité při určování chemického a fyzikálního chování molekul a atomů. Jak navrhl americký chemik G. N. Lewis, atomy jsou stabilní, když ve svém valenčním obalu obsahují osm elektronů. Většina atomů má ve valenčních obalech méně než osm elektronů (kromě vzácných plynů ve skupině 18 periodické tabulky); proto nejsou stabilní. Tyto atomy mají tendenci vzájemně reagovat, aby se staly stabilními. Každý atom tak může dosáhnout elektronické konfigurace vzácných plynů. Kovalentní vazba je jedna taková chemická vazba, která spojuje atomy v chemických sloučeninách. Vodíkové vazby jsou mezimolekulárními přitažlivostmi mezi molekulami.
Vodíkové vazby
Když je vodík připojen k elektronegativnímu atomu, jako je fluor, kyslík nebo dusík, vznikne polární vazba. Kvůli elektronegativitě budou elektrony ve vazbě více přitahovány k elektronegativnímu atomu než k atomu vodíku. Proto atom vodíku získá částečný kladný náboj, zatímco elektronegativnější atom získá částečný záporný náboj. Když jsou dvě molekuly s tímto oddělením náboje blízko, bude mezi vodíkem a záporně nabitým atomem přitažlivá síla. Tato přitažlivost je známá jako vodíková vazba. Vodíkové vazby jsou relativně silnější než jiné dipólové interakce a určují molekulární chování. Například molekuly vody mají mezimolekulární vodíkové vazby. Jedna molekula vody může vytvořit čtyři vodíkové vazby s jinou molekulou vody. Protože kyslík má dva osamocené páry, může tvořit dvě vodíkové vazby s kladně nabitým vodíkem. Potom mohou být dvě molekuly vody známé jako dimer. Každá molekula vody se může vázat se čtyřmi dalšími molekulami díky schopnosti vodíkové vazby. To má za následek vyšší bod varu vody, i když molekula vody má nízkou molekulovou hmotnost. Energie potřebná k přerušení vodíkových vazeb při přechodu do plynné fáze je proto vysoká. Dále, vodíkové vazby určují krystalovou strukturu ledu. Jedinečné uspořádání ledové mřížky mu pomáhá plavat na vodě a chrání tak vodní život v zimním období. Kromě toho hraje vodíková vazba zásadní roli v biologických systémech. Trojrozměrná struktura proteinů a DNA je založena výhradně na vodíkových můstcích. Vodíkové vazby mohou být zničeny zahřátím a mechanickými silami.
Kovalentní dluhopisy
Když spolu reagují dva atomy s podobným nebo velmi nízkým rozdílem v elektronegativitě, vytvoří kovalentní vazbu sdílením elektronů. Oba atomy mohou získat elektronovou konfiguraci vzácných plynů sdílením elektronů tímto způsobem. Molekula je produkt vzniklý tvorbou kovalentních vazeb mezi atomy. Například, když se stejné atomy spojí a vytvoří molekuly jako Cl2, H2 nebo P4, každý atom je vázán k jinému kovalentní vazbou. Molekula metanu (CH4) má také kovalentní vazby mezi atomy uhlíku a vodíku. Metan je příkladem molekuly s kovalentními vazbami mezi atomy s velmi nízkým rozdílem elektronegativity.
Jaký je rozdíl mezi vodíkovými a kovalentními vazbami?
• Mezi atomy vznikají kovalentní vazby za vzniku molekuly. Mezi molekulami lze vidět vodíkové vazby.
• Atom vodíku by tam měl být, aby měl vodíkovou vazbu. Kovalentní vazby se mohou vyskytovat mezi libovolnými dvěma atomy.
• Kovalentní vazby jsou silnější než vodíkové.
• Při kovalentní vazbě jsou elektrony sdíleny mezi dvěma atomy, ale u vodíkové vazby k tomuto druhu sdílení nedochází; spíše dochází k elektrostatické interakci mezi kladným a záporným nábojem.
