Введення
Крім різних іонних і гомеополярной зв'язків, існує ще один особливий вид зв'язку, який в останні два десятиліття привертає все більшу увагу хіміків. Це так звана воднева зв'язок. Виявилося, що атом водню може утворювати зв'язок між двома електронегативними атомами (F, О, N, рідше Сl і S). Відомі випадки, коли цей зв'язок утворює водневий атом, пов'язаний з атомом вуглецю в з'єднаннях типу НСХ3, де X - електронегативний атом або група (наприклад, в HCN, фторуглеводородов). Хоча в даний час природа водневого зв'язку ще до кінця не з'ясована, проте певне уявлення про неї вже можна скласти.
Воднева зв'язок утворюється між електронегативними атомами, з яких хоча б один має вільну електронну пару, наприклад:
В
Водневий зв'язок - глобальне явище, що охоплює всю хімію.
1. Сутність і природа водневого зв'язку
Першу наукове трактування водневого зв'язку дали в 1920 В. Латімер і В.Родебуш, що працювали в лабораторії Г. Льюїса, основоположника вчення про ковалентного зв'язку, автора теорії кислот і підстав і плідною в органічній хімії концепції узагальненої електронної пари. Причину особливих фізичних і хімічних властивостей води автори пояснювали наявністю водневого зв'язку, сутність якої полягає у взаємодії атома водню однієї молекули з електронною парою атома кисню іншої молекули. При цьому атом водню стає одночасно пов'язаним з двома атомами кисню ковалентного і водневої зв'язком:
В
За весь наступний час аж до наших днів не змінився принциповий підхід до трактування водневого зв'язку, концепція неподіленого протона залишилася непорушною. Тривалі й інтенсивні дослідження дозволили уточнити вплив структури сполук на схильність до утворення Н-зв'язків, внесена певна ясність в електронну природу останніх, знайдені надійні методи їх ідентифікації. А головне - зроблені широкі узагальнення по оцінці впливу Н-зв'язків на фізичні і хімічні властивості речовин. Бутлеровской теза "структура визначає властивості" розкривається з урахуванням можливості утворення Н-зв'язку та її внеску в конкретні властивості. Нижче представлений підсумковий матеріал з вивчення питань, пов'язаних з проблемою водневого зв'язку.
За сучасною термінологією, освіта водневого зв'язку настає при взаємодії протонодонора (кислоти Бренстеда, електроноакцептора) з протоноакцептором (підставою, електронодонором). Для схематичного подання обговорюваних процесів молекулу протонодонора позначимо А-Н (а для випадків, коли необхідно вказати природу атома, ковалентно зв'язаного з воднем, RXH). Протоноакцептор позначимо: У (Символічне позначення як підстави в цілому, так і атома з неподіленої парою електронів) або B-Y. З урахуванням прийнятої символіки водневу зв'язок можна представити як невалентних взаємодія між групою Х-Н однієї м...
