Vodíková väzba verzus kovalentná väzba
Chemické väzby držia atómy a molekuly pohromade. Väzby sú dôležité pri určovaní chemického a fyzikálneho správania molekúl a atómov. Ako navrhol americký chemik G. N. Lewis, atómy sú stabilné, keď vo svojom valenčnom obale obsahujú osem elektrónov. Väčšina atómov má vo svojich valenčných obaloch menej ako osem elektrónov (okrem vzácnych plynov v skupine 18 periodickej tabuľky); preto nie sú stabilné. Tieto atómy majú tendenciu navzájom reagovať, aby sa stali stabilnými. Každý atóm teda môže dosiahnuť elektronickú konfiguráciu vzácneho plynu. Kovalentná väzba je jednou takou chemickou väzbou, ktorá spája atómy v chemických zlúčeninách. Vodíkové väzby sú medzimolekulovými príťažlivosťami medzi molekulami.
Vodíkové väzby
Keď je vodík pripojený k elektronegatívnemu atómu, ako je fluór, kyslík alebo dusík, vznikne polárna väzba. Kvôli elektronegativite budú elektróny vo väzbe viac priťahované k elektronegatívnemu atómu ako k atómu vodíka. Preto atóm vodíka dostane čiastočný kladný náboj, zatiaľ čo elektronegatívny atóm dostane čiastočný záporný náboj. Keď sú dve molekuly s týmto oddelením náboja blízko, medzi vodíkom a záporne nabitým atómom bude pôsobiť príťažlivá sila. Táto príťažlivosť je známa ako vodíková väzba. Vodíkové väzby sú relatívne silnejšie ako iné dipólové interakcie a určujú molekulárne správanie. Napríklad molekuly vody majú medzimolekulové vodíkové väzby. Jedna molekula vody môže vytvoriť štyri vodíkové väzby s ďalšou molekulou vody. Pretože kyslík má dva osamelé páry, môže tvoriť dve vodíkové väzby s kladne nabitým vodíkom. Potom môžu byť tieto dve molekuly vody známe ako dimér. Každá molekula vody sa môže viazať so štyrmi ďalšími molekulami vďaka schopnosti vodíkovej väzby. To má za následok vyšší bod varu vody, aj keď molekula vody má nízku molekulovú hmotnosť. Preto je energia potrebná na prerušenie vodíkových väzieb pri prechode do plynnej fázy vysoká. Vodíkové väzby ďalej určujú kryštálovú štruktúru ľadu. Jedinečné usporiadanie ľadovej mriežky mu pomáha plávať na vode, čím chráni vodný život v zimnom období. Okrem toho hrá vodíková väzba zásadnú úlohu v biologických systémoch. Trojrozmerná štruktúra proteínov a DNA je založená výlučne na vodíkových väzbách. Vodíkové väzby môžu byť zničené zahrievaním a mechanickými silami.
Kovalentné väzby
Keď dva atómy s podobným alebo veľmi nízkym rozdielom elektronegativity spolu reagujú, vytvoria kovalentnú väzbu zdieľaním elektrónov. Oba atómy môžu získať elektronickú konfiguráciu vzácneho plynu zdieľaním elektrónov týmto spôsobom. Molekula je produkt, ktorý vzniká vytvorením kovalentných väzieb medzi atómami. Napríklad, keď sú rovnaké atómy spojené a vytvárajú molekuly ako Cl2, H2 alebo P4, každý atóm je viazaný k druhému kovalentnou väzbou. Molekula metánu (CH4) má tiež kovalentné väzby medzi atómami uhlíka a vodíka. Metán je príkladom molekuly, ktorá má kovalentné väzby medzi atómami s veľmi nízkym rozdielom elektronegativity.
Aký je rozdiel medzi vodíkovými a kovalentnými väzbami?
• Medzi atómami vznikajú kovalentné väzby, z ktorých vzniká molekula. Medzi molekulami je možné vidieť vodíkové väzby.
• Atóm vodíka by tam mal byť, aby mal vodíkovú väzbu. Kovalentné väzby sa môžu vyskytovať medzi akýmikoľvek dvoma atómami.
• Kovalentné väzby sú silnejšie ako vodíkové.
• Pri kovalentnej väzbe sú elektróny zdieľané medzi dvoma atómami, ale pri vodíkovej väzbe k tomuto druhu zdieľania nedochádza; skôr dochádza k elektrostatickej interakcii medzi kladným a záporným nábojom.
