ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ
вид хим. взаимодействия
атомов в молекулах, отличающийся тем, что существенное участие в нём принимает
атом водорода (Н), уже связанный ковалентной связью с др. атомом (А). Группа
А-Н выступает донором протона (акцептором электрона), а другая группа (или
атом) В - донором электрона (акцептором протона). Иначе говоря, группа
А-Н проявляет функцию кислоты, а группа В - основания. Для обозначения
В. с. употребляют, в отличие от обычной валентной чёрточки, пунктир, т.
е. А-Н . . . В [в предельном случае симметричной В. с., напр, в бифториде
калия, K+(F...Н...F)-, различие двух связей исчезает].
К образованию В. с. способны группы А-Н,
где А - атомы О, N, F, С1, Вг и в меньшей мере С и S. В качестве второго,
электродонорного центра В могут выступать те же атомы О, N, S разнообразных
функциональных групп, анионы F-, С1- и др., в меньшей мере ароматич. кольца
и кратные связи. Если А-Н и В принадлежат отдельным (разнородным или идентичным)
молекулам, то В. с. называют межмолекулярной, а если они находятся в разных
частях одной молекулы,- внутримолекулярной.
От общих для всех веществ ван-дерваальсовых
сил взаимного притяжения молекул В. с. отличается направленностью и насыщаемостью,
т. е. качествами обычных (валентных) хим. связей. В. с. не сводится, как
ранее считали, к электростатич. притяжению полярных групп А-Н и В, а рассматривается
как донорноакцепторная хим. связь. По своим энергиям, обычно 3-8 ккал/моль,
В.
с. занимает промежуточное положение между ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями
(доли ккал/моль) и типичными хим. связями (десятки ккал/моль)
(1
ккал
= 4,19* *103Дж).
Наиболее распространены межмолекулярные
В. с. Они приводят к ассоциации одинаковых или разнородных молекул в разнообразные
агрегаты-комплексы с В. с., или Н-комплексы, к-рые при обычных условиях
находятся в быстро устанавливающемся равновесии. При этом возникают как
бинарные комплексы (кислота - основание и циклич. димеры), так и большие
образования (цепи, кольца, спирали, плоские и пространств, сетки связанных
молекул). Наличием таких; В. с. обусловлены свойства различных растворов
и жидкостей (в первую очередь, воды и водных растворов, ряда технич.
полимеров-капрона, нейлона и т.д.), а также кристаллич. структура многих
молекулярных кристаллов и кристаллогидратов неорганич. соединений, в т.
ч., разумеется, и льда. Точно так же В. с. существенно определяет
структуру белков, нуклеиновых кислот и других биологически важных
соединений и поэтому играет важнейшую роль в химии всех жизненных процессов.
Вследствие всеобщей распространённости В. с. её роль существенна и во многих
др. областях химии и технологии (процессы перегонки, экстракции, адсорбции,
хроматографии, кислотно-основные равновесия, катализ и т. д.).
Образование В. с., специфически изменяя
свойства групп А-Н и В, отражается и на молекулярных свойствах; это обнаруживается,
в частности, по колебательным спектрам и спектрам протонного магнитного
резонанса. Поэтому спектроскопия, особенно инфракрасная, является важнейшим
методом изучения В. с. и зависящих от неё процессов.
Лит.: Пиментел Дж., МакКлеллан О.,
Водородная связь, пер.
Иогансен.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я