Unterschied zwischen Wasserstoffbrücke und Ionenbindung

Wasserstoffbrücke gegen Ionenbindung
 

Chemische Bindungen halten Atome und Moleküle zusammen. Bindungen sind wichtig für die Bestimmung des chemischen und physikalischen Verhaltens von Molekülen und Atomen. Wie vom amerikanischen Chemiker G. N. Lewis vorgeschlagen, sind Atome stabil, wenn sie acht Elektronen in ihrer Valenzhülle enthalten. Die meisten Atome haben weniger als acht Elektronen in ihren Valenzschalen (außer den Edelgasen in der Gruppe 18 des Periodensystems); Daher sind sie nicht stabil. Diese Atome neigen dazu, miteinander zu reagieren, um stabil zu werden. Somit kann jedes Atom eine elektronische Konfiguration für Edelgase erreichen. Die ionische Bindung ist eine solche chemische Bindung, die Atome in chemischen Verbindungen verbindet. Wasserstoffbrücken sind intermolekulare Anziehungspunkte zwischen Molekülen.

Wasserstoffbrücken

Wenn Wasserstoff an ein elektronegatives Atom wie Fluor, Sauerstoff oder Stickstoff gebunden wird, führt dies zu einer polaren Bindung. Aufgrund der Elektronegativität werden die Elektronen in der Bindung stärker vom elektronegativen Atom angezogen als vom Wasserstoffatom. Daher erhält das Wasserstoffatom eine teilweise positive Ladung, wohingegen das elektronegativere Atom eine teilweise negative Ladung erhält. Wenn sich zwei Moleküle mit dieser Ladungstrennung in der Nähe befinden, besteht eine Anziehungskraft zwischen Wasserstoff und dem negativ geladenen Atom. Diese Anziehungskraft wird als Wasserstoffbrückenbindung bezeichnet.

Wasserstoffbrücken sind relativ stärker als andere Dipolwechselwirkungen und bestimmen das molekulare Verhalten. Zum Beispiel weisen Wassermoleküle intermolekulare Wasserstoffbrücken auf. Ein Wassermolekül kann vier Wasserstoffbrücken mit einem anderen Wassermolekül bilden. Da Sauerstoff zwei freie Paare hat, kann er mit positiv geladenem Wasserstoff zwei Wasserstoffbrückenbindungen eingehen. Dann können die beiden Wassermoleküle als Dimer bezeichnet werden. Jedes Wassermolekül kann sich aufgrund der Fähigkeit zur Wasserstoffbrückenbindung mit vier anderen Molekülen verbinden. Dies führt zu einem höheren Siedepunkt für Wasser, obwohl ein Wassermolekül ein niedriges Molekulargewicht hat. Daher ist die Energie, die erforderlich ist, um die Wasserstoffbrückenbindungen aufzubrechen, wenn sie in die Gasphase gehen, hoch. Weiterhin bestimmen Wasserstoffbrücken die Kristallstruktur von Eis. Die einzigartige Anordnung des Eisgitters lässt es auf dem Wasser schwimmen und schützt so das Wasserleben im Winter. Abgesehen davon spielt die Wasserstoffbrückenbindung eine wichtige Rolle in biologischen Systemen. Die dreidimensionale Struktur von Proteinen und DNA basiert ausschließlich auf Wasserstoffbrücken. Wasserstoffbrücken können durch Erwärmung und mechanische Kräfte zerstört werden.

Ionische Bindungen

Atome können Elektronen gewinnen oder verlieren und negativ oder positiv geladene Teilchen bilden. Diese Teilchen werden Ionen genannt. Es gibt elektrostatische Wechselwirkungen zwischen den Ionen. Ionenbindung ist die Anziehungskraft zwischen diesen entgegengesetzt geladenen Ionen. Die Stärke der elektrostatischen Wechselwirkungen wird stark durch die Elektronegativitäten der Atome in einer ionischen Bindung beeinflusst. Die Elektronegativität liefert eine Messung der Elektronenaffinität der Atome. Ein Atom mit hoher Elektronegativität kann Elektronen aus einem Atom mit niedriger Elektronegativität anziehen, um eine Ionenbindung zu bilden. Beispielsweise hat Natriumchlorid eine ionische Bindung zwischen Natriumion und Chloridion. Natrium ist ein Metall; Daher hat es eine sehr niedrige Elektronegativität (0,9) im Vergleich zu Chlor (3,0). Aufgrund dieses Elektronegativitätsunterschieds kann Chlor ein Elektron aus Natrium anziehen und Cl- und Na + -Ionen bilden. Dadurch erhalten beide Atome die stabile, edelgaselektronische Konfiguration. Cl- und Na + werden durch anziehende elektrostatische Kräfte zusammengehalten und bilden so eine Ionenbindung.