Водородная связь на ЕГЭ по химии: что ты такое??

Что ж, в предыдущей статье мы уже разобрали с вами ковалентную (полярную и неполярную), металлическую и ионную связи. Осталось поговорить только о водородной, которую по каким-то непонятным мне причинам многие боятся.

Предлагаю рассмотреть её на конкретном примере, для этого давайте взглянем на молекулу фтороводорода:

Фтор безумно электроотрицателен, это самый электроотрицательный элемент на планете Земля, что говорит нам о том, что его атом стягивает на себя электроны в молекуле с невероятной силой. Так как электроны заряжены отрицательно, стягивая их на себя, атом фтора приобретает выраженный частично отрицательный заряд, а атом водорода, у которого в данном случае "отобрали" отрицательно заряженные частички, - частично положительный заряд.

Получается, что каждая молекула фтороводорода представляет собой диполь ("ди" - два, "поль" - полюс), то есть содержит в своём составе два полюса: отрицательно (на атоме фтора) и положительно (на атоме водорода) заряженный. Логично, что, оказавшись в одном пространстве, отрицательно заряженный полюс одной молекулы будет притягиваться к положительно заряженному полюсу другой по принципу "противоположности (+ и -) притягиваются", мы это помним из курса физики. Говоря научным языком: мы будем наблюдать между молекулами электростатическое притяжение (т.е. притяжение + к -).

Образовавшиеся по этому принципу связи между молекулами фтороводорода и называются водородными (см. картинку выше). Они как бы скрепляют молекулы между собой.

Предлагаю подытожить этот момент! Что же такое "водородная связь"?

Обращаю ещё раз ваше внимание на то, что те химические связи, которые мы обсуждали до этого момента (ковалентная, металлическая, ионная) являются внутримолекулярными, то есть формируются в рамках одного соединения, внутри одной молекулы. Водородная связь, в отличие от них, образуется между молекулами (а не внутри одной отдельно взятой) и связывает их друг с другом.

Правда... Так только в ЕГЭшной химии. За пределами ЕГЭ водородная связь может быть и внутримолекулярной, например, именно она способствует образованию спиралей во вторичной структуре белка, как многие из вас помнят из курса биологии.

Другой вопрос: как по формуле вещества понять, что его молекулы могут быть связаны водородными связями? Всё просто: если вы видите в соединении связи H-F, H-O, H-N, следовательно, между молекулами этого вещества могут быть реализованы водородные связи. К примеру, они есть между молекулами H₂O, в растворах HF, NH₃, спиртов (CH₃OH), фенолов (C₆H₅OH), карбоновых кислот (CH₃COOH), первичных (CH₃NH₂) и вторичных (CH₃NHCH₃) аминов, аминокислот (CH₂(NH₂)COOH).

Между молекулами альдегидов и кетонов, которые также часто фигурируют в задании №4, исходя из этого правила, нет никаких водородных связей, так как в их составе нет связей H-F, H-O и H-N:

Итак, мы поговорили с вами о том, как конкретно формируются водородные связи и что они из себя представляют. Последнее, что я хотела бы вам рассказать, - маленький интересный факт, с которым мы часто сталкиваемся в реальной жизни и в котором замешаны водородные связи.

Давайте посмотрим внимательно на молекулу воды H₂O: в ней есть связи H-O, что говорит нам о том, что между молекулами воды способны формироваться водородные связи. Что же происходит, когда мы нагреваем воду до 100°С? Так как это слишком высокая температура для водородных связей, они разрушаются, из-за чего маленькие и лёгкие молекулы воды как бы отделяются друг от друга и испаряются, "улетают" в виде газа. Это наталкивает нас на интересный вывод: вода является жидкостью при нормальных условиях в том числе из-за формирования между её молекулами водородных связей; при нагревании до температуры кипения эти связи рвутся, молекулы отделяются друг от друга и вода переходит из жидкого состояния в газообразное:

Надеюсь, вам было интересно, жду вас на закреплении этой темы в своём ТГ-канале!