عرض الادب. الرابطة الهيدروجينية أهم العوامل المؤكسدة والمختزلة

اتصالات معقدة. نظرية فيرنر. دور في كائن حي.

تفكك المركبات المعقدة. ثابت عدم الاستقرار للأيونات المعقدة.

الروابط الكيميائية في المركبات المعقدة (أمثلة).

في المركبات المعقدة البلورية ذات المجمعات المشحونة، يتم الاتصال بين الأيونات المعقدة والغلاف الخارجي أيوني، الاتصالات بين الجزيئات المتبقية من المجال الخارجي – بين الجزيئات(بما في ذلك الهيدروجين). في معظم الجسيمات المعقدة توجد روابط بين الذرة المركزية والروابط تساهمي. يتم تشكيلها جميعًا أو جزء منها وفقًا لآلية المانح والمتلقي (نتيجة لذلك - مع تغيير في الرسوم الرسمية). في المجمعات الأقل استقرارًا (على سبيل المثال، في المجمعات المائية من العناصر القلوية والقلوية الأرضية، وكذلك الأمونيوم)، يتم الاحتفاظ بالروابط عن طريق الجذب الكهروستاتيكي. غالبًا ما يُطلق على الترابط في الجسيمات المعقدة اسم رابطة المانحين والمتقبلين أو رابطة التنسيق.

تفاعلات الأكسدة والاختزال. أنواع تفاعلات الأكسدة والاختزال.

أنواع تفاعلات الأكسدة والاختزال:

1) بين الجزيئات- التفاعلات التي توجد فيها ذرات مؤكسدة ومختزلة في جزيئات المواد المختلفة، على سبيل المثال:

H 2 S + Cl 2 → S + 2HCl

2) ضمجزيئي عامل ضمن الجزيئ- التفاعلات التي توجد فيها ذرات مؤكسدة ومختزلة في جزيئات من نفس المادة، على سبيل المثال:

2ح2يا → 2ح2 + يا2

3) عدم التناسب(الأكسدة الذاتية-الشفاء الذاتي) - التفاعلات التي يعمل فيها نفس العنصر كعامل مؤكسد وكعامل اختزال، على سبيل المثال:

Cl 2 + H 2 O → HClO + HCl

4)التناسب- التفاعلات التي يتم فيها الحصول على حالة أكسدة واحدة من حالتي أكسدة مختلفتين لنفس العنصر، على سبيل المثال:

NH 4 NO 3 → N 2 O + 2H 2 O

أهم العوامل المؤكسدة والمختزلة. ازدواجية الأكسدة والاختزال.

المرممون	عامل مؤكسد
المعادن	الهالوجينات
هيدروجين	برمنجنات البوتاسيوم (KMnO4)
فحم	منجنات البوتاسيوم (K2MnO4)
أول أكسيد الكربون (II) (CO)	أكسيد المنغنيز (IV) (MnO 2)
كبريتيد الهيدروجين (H2S)	ثنائي كرومات البوتاسيوم (K2Cr2O7)
أكسيد الكبريت (IV) (SO2)	كرومات البوتاسيوم (K2CrO4)
حامض الكبريتيك H2SO3 وأملاحه	حمض النيتريك (HNO3)
الأحماض الهيدروهاليكية وأملاحها	حمض الكبريتيك (H2SO4) مركز.
الكاتيونات المعدنية في حالات الأكسدة المنخفضة: SnCl 2، FeCl 2، MnSO 4، Cr 2 (SO 4) 3	أكسيد النحاس الثنائي (CuO)
حمض النيتروز HNO2	أكسيد الرصاص (الرابع) (PbO2)
الأمونيا NH3	أكسيد الفضة (Ag2O)
هيدرازين NH2 NH2	بيروكسيد الهيدروجين (H2O2)
أكسيد النيتريك (II) (NO)	كلوريد الحديد الثلاثي (FeCl 3)
الكاثود أثناء التحليل الكهربائي	ملح بيرثوليت (KClO3)
المعادن	الأنود أثناء التحليل الكهربائي

الروابط الهيدروجينية ليست فريدة من نوعها بالنسبة للمياه. وهي تتشكل بسهولة بين أي ذرة سالبية كهربية (عادةً أكسجين أو نيتروجين) وذرة هيدروجين مرتبطة تساهميًا بذرة أخرى سالبية كهربية في نفس الجزيء أو في جزيء آخر (الشكل 4-3). ذرات الهيدروجين المرتبطة تساهميًا بذرات عالية السالبية الكهربية مثل الأكسجين تحمل دائمًا شحنات موجبة جزئية، وبالتالي فهي قادرة على تكوين روابط هيدروجينية، في حين أن ذرات الهيدروجين المرتبطة تساهميًا بذرات الكربون غير السالبة كهربيًا لا تحمل شحنات موجبة جزئية، وبالتالي، غير قادرة على تكوين روابط هيدروجينية. تشكل روابط هيدروجينية. وهذا الاختلاف هو السبب في أن كحول البوتيل في الجزيء الذي ترتبط فيه إحدى ذرات الهيدروجين بالأكسجين ويمكنه بالتالي تكوين رابطة هيدروجينية مع جزيء آخر من كحول البوتيل لديه نقطة غليان عالية نسبيًا (+117 درجة مئوية) . على العكس من ذلك، فإن البوتان، غير القادر على تكوين روابط هيدروجينية بين الجزيئات، لأن جميع ذرات الهيدروجين الموجودة في جزيئاته مرتبطة بالكربون، لديه نقطة غليان منخفضة (- 0.5 درجة مئوية).

تظهر بعض الأمثلة على الروابط الهيدروجينية المهمة بيولوجيًا في الشكل 1. 4-4.

أرز. 4-3. روابط هيدروجينية. في هذا النوع من الروابط، يتم توزيع ذرة الهيدروجين بشكل غير متساو بين ذرتين سالبتين كهربيًا. والذي يرتبط به الهيدروجين تساهميًا يعمل كمتبرع للهيدروجين، وتعمل الذرة السالبة للكهرباء لجزيء آخر كمستقبل. في الأنظمة البيولوجية، الذرات السالبة الكهربية المشاركة في تكوين الروابط الهيدروجينية هي الأكسجين والنيتروجين؛ وتشارك ذرات الكربون في تكوين الروابط الهيدروجينية فقط في حالات نادرة. تتراوح المسافة بين كتلتين سالبيتتين كهربائيتين متصلتين برابطة هيدروجينية من 0.26 إلى 0.31 نانومتر. الأنواع الشائعة من الروابط الهيدروجينية مبينة أدناه.

إحدى السمات المميزة للروابط الهيدروجينية هي أنها تكون أقوى في الحالات التي يوفر فيها الاتجاه المتبادل للجزيئات المتصلة ببعضها البعض أقصى طاقة للتفاعل الكهروستاتيكي (الشكل 4-5). بمعنى آخر، تتميز الرابطة الهيدروجينية باتجاه معين، ونتيجة لذلك، فهي قادرة على الاحتفاظ بكل من الجزيئات أو المجموعات المرتبطة بها في اتجاه متبادل معين. سنرى أدناه أن خاصية روابط الهيدروجين هذه هي بالتحديد التي تساهم في تثبيت الهياكل المكانية المحددة بدقة والتي تتميز بجزيئات البروتين والأحماض النووية التي تحتوي على عدد كبير من روابط الهيدروجين داخل الجزيئات (الفصول 7 و 8 و 27).

مفهوم الرابطة الهيدروجينية

يمكن لذرة الهيدروجين المرتبطة بذرة شديدة السالبية الكهربية (الأكسجين والفلور والكلور والنيتروجين) أن تتفاعل مع زوج الإلكترون الوحيد لذرة أخرى قوية السالبية الكهربية لهذا الجزيء أو جزيء آخر لتكوين رابطة إضافية ضعيفة - رابطة هيدروجينية. في هذه الحالة، يمكن إنشاء التوازن

الصورة 1.

يتم تحديد مظهر رابطة الهيدروجين مسبقًا من خلال حصرية ذرة الهيدروجين. ذرة الهيدروجين أصغر بكثير من الذرات الأخرى. السحابة الإلكترونية التي تتكون منها والذرة السالبة الكهربية تنزاح بقوة نحو الأخيرة. ونتيجة لذلك، تظل نواة الهيدروجين محمية بشكل ضعيف.

يمكن لذرات الأكسجين في مجموعات الهيدروكسيل المكونة من جزيئين من الأحماض الكربوكسيلية أو الكحوليات أو الفينولات أن تقترب من بعضها البعض بسبب تكوين روابط هيدروجينية.

الشحنة الموجبة الموجودة في نواة ذرة الهيدروجين والشحنة السالبة الموجودة في ذرة أخرى ذات سالبية كهربية تتجاذب. إن طاقة تفاعلها قابلة للمقارنة مع طاقة الرابطة السابقة، وبالتالي يرتبط البروتون بذرتين في وقت واحد. قد تكون الرابطة مع ذرة ثانية سالبية كهربية أقوى من الرابطة الأصلية.

يمكن للبروتون أن ينتقل من ذرة ذات سالبية كهربية إلى أخرى. حاجز الطاقة لمثل هذا التحول غير مهم.

تعد الروابط الهيدروجينية من بين الروابط الكيميائية ذات القوة المتوسطة، ولكن إذا كان هناك العديد من هذه الروابط، فإنها تساهم في تكوين هياكل ثنائية أو بوليمرية قوية.

مثال 1

تكوين رابطة هيدروجينية في البنية الحلزونية $\alpha $ للحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين، والبنية الشبيهة بالماس للجليد البلوري، وما إلى ذلك.

يقع الطرف الموجب لثنائي القطب في مجموعة الهيدروكسيل عند ذرة الهيدروجين، لذلك يمكن تكوين رابطة عبر الهيدروجين إلى الأنيونات أو الذرات السالبة الكهربية التي تحتوي على أزواج وحيدة من الإلكترونات.

في جميع المجموعات القطبية الأخرى تقريبًا، يقع الطرف الموجب لثنائي القطب داخل الجزيء، وبالتالي يصعب الوصول إليه للربط. في الأحماض الكربوكسيلية $(R=RCO)$، والكحولات $(R=Alk)$، والفينولات $(R=Ar)$، يقع الطرف الموجب لثنائي القطب $OH$ خارج الجزيء:

أمثلة لإيجاد الطرف الموجب لثنائي القطب $CO، S-O، P-O$ داخل الجزيء:

الشكل 2. الأسيتون، ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO)، سداسي ميثيل فوسفورترياميد (HMPTA)

نظرًا لعدم وجود عوائق استاتيكية، فمن السهل تكوين الرابطة الهيدروجينية. يتم تحديد قوتها بشكل أساسي من خلال حقيقة أنها تساهمية في الغالب بطبيعتها.

عادة، تتم الإشارة إلى وجود رابطة هيدروجينية بخط منقط بين الجهة المانحة والمتقبلة، على سبيل المثال، في الكحولات

الشكل 3.

عادة، تكون المسافة بين ذرتي الأكسجين ورابطة الهيدروجين أقل من مجموع نصف قطر فان دير فالس لذرات الأكسجين. يجب أن يكون هناك تنافر متبادل بين الأغلفة الإلكترونية لذرات الأكسجين. ومع ذلك، يتم التغلب على القوى التنافرية بقوة الرابطة الهيدروجينية.

طبيعة الرابطة الهيدروجينية

طبيعة الرابطة الهيدروجينية هي طبيعة كهروستاتيكية ومتقبلة للمانحين. يلعب التفاعل الكهروستاتيكي الدور الرئيسي في تكوين طاقة الرابطة الهيدروجينية. تشارك ثلاث ذرات في تكوين رابطة هيدروجينية بين الجزيئات، والتي تقع تقريبًا على نفس الخط المستقيم، لكن المسافات بينها مختلفة. (الاستثناء هو اتصال $F-H\cdots F-$).

مثال 2

بالنسبة لروابط الهيدروجين بين الجزيئات في الجليد، $-O-H\cdots OH_2$، فإن المسافة $O-H$ هي $0.097$ نانومتر، والمسافة $H\cdots O$ هي 0.179$ نانومتر.

تتراوح طاقة معظم روابط الهيدروجين بين 10-40 دولارًا كيلوجول/مول، وهذا أقل بكثير من طاقة الرابطة التساهمية أو الأيونية. غالبًا ما يمكن ملاحظة أن قوة الروابط الهيدروجينية تزداد مع زيادة حموضة المتبرع وقاعدية متقبل البروتون.

أهمية الرابطة الهيدروجينية بين الجزيئات

تلعب الرابطة الهيدروجينية دوراً هاماً في إظهار الخواص الفيزيائية والكيميائية للمركب.

الروابط الهيدروجينية لها التأثيرات التالية على المركبات:

روابط هيدروجينية داخل الجزيئات

في الحالات التي يكون فيها إغلاق حلقة مكونة من ستة أو خمسة أعضاء ممكنا، يتم تشكيل روابط هيدروجينية داخل الجزيئات.

إن وجود روابط هيدروجينية داخل الجزيئات في ألدهيد الساليسيليك وأونيتروفينول هو سبب اختلاف خواصها الفيزيائية عن مثيلاتها. ميتا-و زوج-نظائر.

لا يشكل $o$-Hydroxybenzaldehyde أو aldehyde salicylic $(A)$ و$o$-nitrophenol (B) روابط بين الجزيئات، وبالتالي فإن لديهم نقاط غليان أقل. وهي قابلة للذوبان بشكل سيئ في الماء، لأنها لا تشارك في تكوين روابط هيدروجينية بين الجزيئات مع الماء.

الشكل 5.

$o$-النيتروفينول هو الوحيد من الممثلين الأيزومريين الثلاثة للنيتروفينول القادر على التقطير بالبخار. وهذه الخاصية هي أساس عزله من خليط أيزومرات النيتروفينول الذي يتشكل نتيجة نترتة الفينولات.

الروابط الهيدروجينية هي رابطة محددة يتم إنشاؤها بواسطة ذرة H، والتي توجد في مجموعات OH، NH، FH، ClH وأحيانًا SH، وH تربط هذه المجموعات مع الذرات المشبعة بالتكافؤ N2، O2 وF.

تحدد الروابط الهيدروجينية بنية وخصائص الماء، باعتباره المذيب الأكثر أهمية والأساسية في النظم البيولوجية. وتشارك الروابط الهيدروجينية في تكوين الجزيئات الكبيرة، والبوليمرات الحيوية، وكذلك الروابط مع الجزيئات الصغيرة.

Uwater = 4-29 كيلوجول/مول

المساهمة الرئيسية في روابط الهيدروجين تأتي من التفاعلات الكهروستاتيكية، لكنها لا تقتصر عليها. يتحرك البروتون على طول خط مستقيم يربط بين الذرات السالبة كهربية ويتعرض لتأثيرات مختلفة من هذه الذرات.

هذا الرسم البياني هو حالة خاصة، العلاقة بين N-H...N وN...H-N. R هي المسافة بين الجزيئات المتفاعلة. يوجد الحد الأدنى من الطاقة الحرة بالقرب من ذرة N الأولى أو الثانية المتفاعلة.

• 
  هيدروجين مجال الاتصالات-محدد اتصال، التي يتم إنشاؤها بواسطة ذرة H، والتي تقع في المجموعات OH، NH، FH، ClH وأحيانًا SH، وH تربط هذه المجموعات بالذرات المشبعة بالتكافؤ N2، O2 وF.


• 
  هيدروجين اتصال و ها دور الخامس بيولوجي أنظمة. هيدروجين مجال الاتصالات-محدد اتصال، والتي تم إنشاؤها بواسطة ذرة H الموجودة في المجموعة.


• 
  هيدروجين اتصال و ها دور الخامس بيولوجي أنظمة.
  هيمبنية على شكل شبكة من الجزيئات الليفية البروتينية، من بينها عدد كبير دوريلعب ألفا أكتينين.


• 
  هيدروجين اتصال و ها دور الخامس بيولوجي أنظمة. هيدروجين مجال الاتصالات-محدد اتصال


• 
  هيدروجين اتصال و ها دور الخامس بيولوجي أنظمة. هيدروجين مجال الاتصالات-محدد اتصالوالتي يتم إنشاؤها بواسطة ذرة H الموجودة في مجموعات OH، ... المزيد ».


• 
  هيدروجين اتصال و ها دور الخامس بيولوجي أنظمة. هيدروجين مجال الاتصالات-محدد اتصالوالتي يتم إنشاؤها بواسطة ذرة H الموجودة في مجموعات OH، ... المزيد ».


• 
  دور الخامس بيولوجي أنظمة.
  هيدروجين اتصالالمواد الكيميائية مجال الاتصالات


• 
  2) بين الجزيئات، إذا كانت ذرات EA وEV موجودة في جزيئات مختلفة. ضمجزيئي عامل ضمن الجزيئ هيدروجين مجال الاتصالاتلعب الأهم بيولوجي دورلأنها تحدد، على سبيل المثال، البنية الحلزونية لجزيئات البروتين البوليمرية.


• 
  آليات النقل المكوكية هيدروجين. بيت دوردورة TCA هي تكوين كمية كبيرة من ATP.
  في هذا النقل نظام هيدروجينيتم نقل NAD السيتوبلازمي إلى NAD الميتوكوندريا، وبالتالي يتم تشكيل 3 جزيئات ATP في الميتوكوندريا و...


• 
  دورالانتشار في عمليات نقل المواد الخامس بيولوجي أنظمة.
  بين الجزيئات وداخل الجزيئات هيدروجين اتصالالمواد الكيميائية مجال الاتصالاتفي الجزيئات عادة ما يكون هناك مؤيد للغاية... المزيد ».

تم العثور على صفحات مماثلة:10

محتوى المقال

الرابطة الهيدروجينية(H-bond) هي نوع خاص من التفاعل بين المجموعات المتفاعلة، حيث تحتوي إحدى المجموعات على ذرة الهيدروجين المعرضة لهذا التفاعل. الترابط الهيدروجيني هو ظاهرة عالمية تشمل كل الكيمياء. على عكس الروابط الكيميائية العادية، لا تظهر الرابطة H كنتيجة للتخليق المستهدف، ولكنها تنشأ في ظل ظروف مناسبة وتتجلى في شكل تفاعلات بين الجزيئات أو داخل الجزيئات.

مميزات الرابطة الهيدروجينية.

السمة المميزة لرابطة الهيدروجين هي قوتها المنخفضة نسبيًا، فطاقتها أقل بـ 5-10 مرات من طاقة الرابطة الكيميائية. من حيث الطاقة، فهي تحتل موقعًا متوسطًا بين الروابط الكيميائية وتفاعلات فان دير فال، تلك التي تحمل الجزيئات في الطور الصلب أو السائل.

في تكوين رابطة H، تلعب السالبية الكهربية للذرات المشاركة في الرابطة دورًا حاسمًا - القدرة على جذب إلكترونات الرابطة الكيميائية من الذرة الشريكة المشاركة في هذه الرابطة. ونتيجة لذلك، تظهر شحنة سالبة جزئية d- على الذرة A مع زيادة السالبية الكهربية، وتظهر شحنة موجبة d+ على الذرة الشريكة، ويتم استقطاب الرابطة الكيميائية: A d- –H d+.

تسمح الشحنة الموجبة الجزئية الناتجة على ذرة الهيدروجين بجذب جزيء آخر، يحتوي أيضًا على عنصر سالب كهربيًا، وبالتالي، تساهم التفاعلات الكهروستاتيكية بشكل رئيسي في تكوين الرابطة H.

يتضمن تكوين رابطة H ثلاث ذرات، اثنتان سالبتان كهربيًا (A وB) وذرة الهيدروجين H الموجودة بينهما؛ يمكن تمثيل بنية هذه الرابطة على النحو التالي: B···H d+ –A d- ( يشار عادة إلى رابطة الهيدروجين بخط منقط). تسمى الذرة A، المرتبطة كيميائيًا بـ H، بمانح البروتون (باللاتينية donare - يعطي، يتبرع)، والذرة B هي متقبلها (باللاتينية متقبل - المستقبل). في أغلب الأحيان، لا يوجد "تبرع" حقيقي ويظل H مرتبطًا كيميائيًا بـ A.

لا يوجد الكثير من الذرات المانحة A التي توفر H لتكوين روابط H، عمليًا ثلاث فقط: N وO وF، بينما في نفس الوقت مجموعة الذرات المستقبلة B واسعة جدًا.

تم تقديم مفهوم ومصطلح "الرابطة الهيدروجينية" بواسطة W. Latimer وR. Rodebush في عام 1920 لشرح نقاط الغليان العالية للماء والكحوليات وHF السائل وبعض المركبات الأخرى. وبمقارنة درجات حرارة غليان المركبات ذات الصلة H2O، وH2S، وH2Se، وH2Te، لاحظوا أن العضو الأول في هذه السلسلة - الماء - يغلي بدرجة أعلى بكثير مما يتبعه من النمط الذي تشكله بقية الأعضاء من السلسلة. ويترتب على هذا النمط أن الماء يجب أن يغلي عند درجة حرارة أقل بمقدار 200 درجة مئوية من القيمة الحقيقية المرصودة.

بالضبط نفس الانحراف لوحظ بالنسبة للأمونيا في سلسلة من المركبات ذات الصلة: NH 3، H 3 P، H 3 As، H 3 Sb. نقطة الغليان الحقيقية (-33 درجة مئوية) أعلى بمقدار 80 درجة مئوية من المتوقع.

عندما يغلي السائل، يتم تدمير تفاعلات فان دير فال فقط، تلك التي تحمل الجزيئات في الطور السائل. إذا كانت درجات حرارة الغليان مرتفعة بشكل غير متوقع، وبالتالي، فإن الجزيئات مرتبطة بالإضافة إلى ذلك ببعض القوى الأخرى. في هذه الحالة، هذه هي الروابط الهيدروجينية.

وبالمثل، فإن زيادة درجة غليان الكحولات (مقارنة بالمركبات التي لا تحتوي على مجموعة -OH) هي نتيجة لتكوين روابط هيدروجينية.

حاليًا، توفر الطرق الطيفية (غالبًا التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء) طريقة موثوقة للكشف عن الروابط H. تختلف الخصائص الطيفية لمجموعات AN المرتبطة بروابط هيدروجينية بشكل ملحوظ عن تلك الحالات التي تكون فيها هذه الرابطة غائبة. بالإضافة إلى ذلك، إذا أظهرت الدراسات الهيكلية أن المسافة بين ذرات B – H أقل من مجموع نصف قطر فان دير فال، فإن وجود رابطة H يعتبر مثبتًا.

بالإضافة إلى زيادة نقطة الغليان، تظهر الروابط الهيدروجينية أيضًا أثناء تكوين البنية البلورية للمادة، مما يزيد من نقطة انصهارها. في البنية البلورية للجليد، تشكل الروابط H شبكة ثلاثية الأبعاد، حيث يتم ترتيب جزيئات الماء بطريقة بحيث يتم توجيه ذرات الهيدروجين في جزيء واحد نحو ذرات الأكسجين في الجزيئات المجاورة:

يحتوي حمض البوريك B(OH) 3 على بنية بلورية ذات طبقات، ويرتبط كل جزيء بثلاثة جزيئات أخرى بواسطة روابط هيدروجينية. تشكل تعبئة الجزيئات في طبقة نمطًا من الباركيه مُجمَّعًا من أشكال سداسية:

معظم المواد العضوية غير قابلة للذوبان في الماء، وعندما يتم انتهاك هذه القاعدة، فغالبًا ما يكون ذلك نتيجة لتداخل الروابط الهيدروجينية.

الأكسجين والنيتروجين هما المتبرعان الرئيسيان للبروتونات، حيث يقومان بوظيفة الذرة A في الثالوث B···H d+ –A d- الذي تمت مناقشته سابقًا. هم، في أغلب الأحيان، يعملون كمستقبلين (الذرة ب). وبفضل هذا، يمكن لبعض المواد العضوية التي تحتوي على O وN مثل ذرة B أن تذوب في الماء (يلعب الأكسجين في الماء دور الذرة A). تساعد الروابط الهيدروجينية بين المادة العضوية والماء على "تفكيك" جزيئات المادة العضوية، وتحويلها إلى محلول مائي.

هناك قاعدة أساسية: إذا كانت المادة العضوية لا تحتوي على أكثر من ثلاث ذرات كربون لكل ذرة أكسجين، فهي قابلة للذوبان في الماء بسهولة:

البنزين قليل الذوبان في الماء، ولكن إذا استبدلنا مجموعة CH بـ N، فسنحصل على البيريدين C 5 H 5 N، وهو قابل للامتزاج مع الماء بأي نسبة.

يمكن أن تظهر الروابط الهيدروجينية أيضًا في المحاليل غير المائية، عندما تظهر شحنة موجبة جزئية على الهيدروجين، ويوجد بالقرب منها جزيء يحتوي على مستقبل "جيد"، وعادةً ما يكون الأكسجين. على سبيل المثال، الكلوروفورم HCCl 3 يذيب الأحماض الدهنية، والأسيتيلين HCєCH قابل للذوبان في الأسيتون:

وقد وجدت هذه الحقيقة تطبيقًا تقنيًا مهمًا؛ فالأسيتيلين تحت الضغط حساس جدًا للصدمات الطفيفة وينفجر بسهولة، كما أن محلوله في الأسيتون تحت الضغط آمن في التعامل معه.

تلعب الروابط الهيدروجينية دورًا مهمًا في البوليمرات والبوليمرات الحيوية. في السليلوز، المكون الرئيسي للخشب، توجد مجموعات الهيدروكسيل على شكل مجموعات جانبية من سلسلة بوليمر مجمعة من أجزاء دورية. على الرغم من الطاقة الضعيفة نسبيًا لكل رابطة H فردية، فإن تفاعلها في جميع أنحاء جزيء البوليمر يؤدي إلى تفاعل قوي بين الجزيئات بحيث يصبح تحلل السليلوز ممكنًا فقط عند استخدام مذيب غريب عالي القطبية - كاشف شفايتزر (مجمع الأمونيا من هيدروكسيد النحاس).

في البولياميدات (النايلون، النايلون) تنشأ روابط H بين مجموعات الكربونيل والأمينية > C=O···H–N

وهذا يؤدي إلى تكوين مناطق بلورية في بنية البوليمر وزيادة قوتها الميكانيكية.

ويحدث نفس الشيء في البولي يوريثان، التي لها بنية قريبة من مادة البولي أميد:

NH-C(O)O-(CH 2) 4 -OC(O)-NH-(CH 2) ن -NH-C(O)O-

يحدث تكوين المناطق البلورية والتقوية اللاحقة للبوليمر بسبب تكوين روابط H بين مجموعات الكربونيل والأمينية> C=O···H–N<.>

وبطريقة مماثلة، تتحد سلاسل البوليمر الموضوعة بشكل متوازي في البروتينات، لكن روابط H توفر أيضًا لجزيئات البروتين طريقة مختلفة للتعبئة - على شكل حلزوني، بينما يتم تأمين لفات الحلزون بواسطة نفس الروابط الهيدروجينية التي تنشأ بين مجموعتي الكربونيل والأمينية:

يحتوي جزيء الحمض النووي على جميع المعلومات المتعلقة بكائن حي معين في شكل أجزاء دورية متناوبة تحتوي على مجموعات الكربونيل والأمينية. هناك أربعة أنواع من هذه الشظايا: الأدينين والثايمين والسيتوزين والجوانين. وهي تقع على شكل معلقات جانبية على طول جزيء بوليمر الحمض النووي بأكمله. ترتيب تناوب هذه الأجزاء يحدد شخصية كل كائن حي.عند الاقتران، يؤدي تفاعل الكربونيل C=O والمجموعات الأمينية من NH، وكذلك المجموعات الأمينية من NH وذرات النيتروجين التي لا تحتوي على الهيدروجين، إلى إنشاء روابط H؛ فهي التي تحتوي على جزيئين من الحمض النووي على شكل حلزونات مزدوجة معروفة:

تكون مجمعات بعض المعادن الانتقالية عرضة لتكوين روابط H (كمستقبلات للبروتون)؛ من المرجح أن تشارك مجمعات معادن المجموعات من السادس إلى الثامن في الرابطة H. لكي تنشأ مثل هذه الرابطة في بعض الحالات، من الضروري مشاركة متبرع قوي بالبروتون، على سبيل المثال، حمض ثلاثي فلورو أسيتيك. في المرحلة الأولى (انظر الشكل أدناه)، تحدث رابطة H بمشاركة ذرة معدن الإيريديوم (المركب I)، الذي يلعب دور المستقبل B.

وبعد ذلك، عندما تنخفض درجة الحرارة (من درجة حرارة الغرفة إلى -50 درجة مئوية)، يمر البروتون إلى المعدن وتظهر الرابطة M-H المعتادة. جميع التحولات قابلة للعكس؛ اعتمادًا على درجة الحرارة، يمكن للبروتون أن ينتقل إما إلى المعدن أو إلى الجهة المانحة له - الأنيون الحمضي.

وفي المرحلة الثانية، يقبل المعدن (المركب II) بروتونًا ومعه شحنة موجبة، ويتحول إلى كاتيون. ويتكون مركب أيوني مشترك (مثل NaCl). ومع ذلك، بعد انتقاله إلى المعدن، يحتفظ البروتون بجاذبيته المستمرة لمختلف المستقبلات، في هذه الحالة للأنيون الحمضي. ونتيجة لذلك، تظهر رابطة H (مميزة بالعلامات النجمية)، مما يزيد من تضييق الزوج الأيوني:

يمكن لذرة الهيدروجين أن تشارك في دور الذرة B، أي متقبلة للبروتون في حالة تركز شحنة سالبة عليها، ويتحقق ذلك في هيدريدات المعادن: M d+ –H d-، مركبات تحتوي على معدن – الهيدروجين رابطة. إذا تفاعل هيدريد فلز مع بروتون متبرع ذو قوة متوسطة (على سبيل المثال، مفلور فرك-بيوتانول)، ثم ينشأ جسر هيدروجين غير عادي، حيث يشكل الهيدروجين رابطة H مع نفسه: M d+ –H d- ···H d+ –A d- :

في المجمع الموضح، تشير الخطوط الإسفينية ذات الحشو الصلب أو التظليل المتقاطع إلى روابط كيميائية موجهة إلى رؤوس المجسم الثماني.

ميخائيل ليفيتسكي