Waterstofbinding versus Covalent Bond
Chemische bindingen houden atomen en moleculen bij elkaar. Obligaties zijn belangrijk bij het bepalen van het chemische en fysieke gedrag van moleculen en atomen. Zoals voorgesteld door de Amerikaanse chemicus G.N.Lewis, zijn atomen stabiel wanneer ze acht elektronen in hun valentieschil bevatten. De meeste atomen hebben minder dan acht elektronen in hun valentieschalen (behalve de edelgassen in groep 18 van het periodiek systeem); daarom zijn ze niet stabiel. Deze atomen hebben de neiging om met elkaar te reageren om stabiel te worden. Elk atoom kan dus een elektronische configuratie voor edelgas verkrijgen. Covalente binding is een dergelijke chemische binding die atomen in chemische verbindingen verbindt. Waterstofbindingen zijn intermoleculaire aantrekking tussen moleculen.
Waterstofbruggen
Wanneer waterstof is verbonden aan een elektronegatief atoom zoals fluor, zuurstof of stikstof, zal een polaire binding ontstaan. Vanwege de elektronegativiteit zullen de elektronen in de binding meer aangetrokken worden door het elektronegatieve atoom dan door het waterstofatoom. Daarom krijgt een waterstofatoom een gedeeltelijke positieve lading, terwijl het meer elektronegatieve atoom een gedeeltelijke negatieve lading krijgt. Wanneer twee moleculen met deze ladingsscheiding dichtbij zijn, zal er een aantrekkingskracht tussen waterstof en het negatief geladen atoom zijn. Deze attractie staat bekend als waterstofbinding. Waterstofbindingen zijn relatief sterker dan andere dipoolinteracties en ze bepalen het moleculaire gedrag. Watermoleculen hebben bijvoorbeeld intermoleculaire waterstofbinding. Eén watermolecuul kan vier waterstofbruggen vormen met een ander watermolecuul. Omdat zuurstof twee alleenstaande paren heeft, kan het twee waterstofbruggen vormen met positief geladen waterstof. Dan kunnen de twee watermoleculen bekend staan als een dimeer. Elk watermolecuul kan zich binden aan vier andere moleculen vanwege het vermogen tot waterstofbinding. Dit resulteert in een hoger kookpunt voor water, ook al heeft een watermolecuul een laag molecuulgewicht. Daarom is de energie die nodig is om de waterstofbruggen te verbreken wanneer ze naar de gasfase gaan hoog. Verder bepalen waterstofbruggen de kristalstructuur van ijs. De unieke opstelling van het ijsrooster helpt het te drijven op water en beschermt zo het onderwaterleven in de winter. Afgezien hiervan speelt waterstofbinding een cruciale rol in biologische systemen. De driedimensionale structuur van eiwitten en DNA is uitsluitend gebaseerd op waterstofbruggen. Waterstofbindingen kunnen worden vernietigd door verwarming en mechanische krachten.
Covalente obligaties
Wanneer twee atomen met een vergelijkbaar of zeer laag elektronegativiteitsverschil met elkaar reageren, vormen ze een covalente binding door elektronen te delen. Beide atomen kunnen de elektronische configuratie van edelgas verkrijgen door elektronen op deze manier te delen. Molecuul is het product dat resulteerde in de vorming van covalente bindingen tussen atomen. Bijvoorbeeld, wanneer dezelfde atomen worden samengevoegd om moleculen zoals Cl te vormen2, H2, of P4, elk atoom is aan een ander gebonden door een covalente binding. Methaanmolecuul (CH4) heeft ook covalente bindingen tussen koolstof- en waterstofatomen. Methaan is een voorbeeld voor een molecuul met covalente bindingen tussen atomen met een zeer laag elektronegativiteitsverschil.
Wat is het verschil tussen Waterstof en Covalente obligaties? • Covalente bindingen resulteren tussen atomen om een molecuul te produceren. Waterstofbindingen zijn te zien tussen moleculen. • Waterstofatoom moet er zijn om een waterstofbrug te hebben. Covalente bindingen kunnen voorkomen tussen twee atomen. • Covalente obligaties zijn sterker dan waterstofbruggen. • Bij covalente binding worden elektronen gedeeld tussen twee atomen, maar bij waterstofbruggen vindt dit soort delen niet plaats; er treedt eerder een elektrostatische interactie op tussen een positieve lading en een negatieve lading. |