If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Jeżeli jesteś za filtrem sieci web, prosimy, upewnij się, że domeny *.kastatic.org i *.kasandbox.org są odblokowane.

Główna zawartość

Wiązania wodorowe w wodzie

Struktura cząsteczek wody oraz jak mogą oddziaływać tworząc wiązania wodorowe. Tłumaczenie na język polski: Fundacja Edukacja Przyszłości dzięki wsparciu Fundacji HASCO-LEK.

Wprowadzenie: właściwości wody

Jesteś mówiącą, tworzącą narzędzia, uczącą się torebką wody. Okej, to nie do końca prawda, ale prawie, ponieważ ludzkie ciało zawiera od 60 do 70% wody. I to nie tylko ludzie - większość zwierząt, a nawet maleńkie bakterie składają się głównie z wody1. Woda jest kluczem do istnienia życia, jakie znamy. Może to zabrzmieć dramatycznie, ale to prawda - i właśnie takie dramatyczne rzeczy, które są prawdziwe, sprawiają, że życie jest interesujące! W organizmie, większość chemii i metabolizm komórkowy zachodzi w wodnej „mazi” wewnątrz komórek, zwanej cytozolem.
Woda jest nie tylko bardzo powszechna w organizmach, ale ma także niezwykłe właściwości chemiczne, które sprawiają, że bardzo dobrze wspomaga życie. Te właściwości są ważne w biologii na wielu różnych poziomach, od komórek przez organizmy po ekosystemy. Możesz dowiedzieć się więcej o właściwościach wody podtrzymujących życie w następujących artykułach:
Woda zawdzięcza te unikalne właściwości polarności swoich cząsteczek, a w szczególności ich zdolności do tworzenia wiązań wodorowych ze sobą oraz z innymi cząsteczkami. Poniżej przyjrzymy się, czym jest to wiązanie wodorowe.

Polarność cząsteczek wody

Kluczem do zrozumienia zachowania chemicznego wody jest jej struktura molekularna. Cząsteczka wody składa się z dwóch atomów wodoru związanych z atomem tlenu, a jej struktura jest wygięta. Wynika to z faktu, że atom tlenu oprócz tworzenia wiązań z atomami wodoru, posiada także dwie wolne pary elektronów nie biorących udziału w żadnym wiązaniu. Wszystkie pary elektronów - te biorące i nie biorące udziału w wiązaniu - odpychają się.
Najbardziej stabilnym układem jest ten, który rozmieszcza elektrony najdalej od siebie: tetraedr, w którym wiązania OH tworzą dwie jego „nogi”. Wolne pary elektronów są nieco bardziej odpychające niż elektrony biorące udział w wiązaniach, więc kąt między wiązaniami OH jest nieco mniejszy niż 109° w idealnym tetraedrze, i wynosi około 104,5°.2
Ponieważ tlen jest bardziej elektroujemny niż wodór, atom O przyciąga elektrony i trzyma je z dala od atomów H. To ostatecznie sprawia, że koniec cząsteczki, gdzie zlokalizowany jest tlen ma cząstkowy ładunek ujemny, podczas gdy koniec, gdzie znajduje się wodór ma cząstkowy ładunek dodatni. Woda jest klasyfikowana jako cząsteczka polarna ze względu na jej spolaryzowane wiązania kowalencyjne i wygięty kształt 2,3.

Wiązania wodorowe cząsteczek wody

Cząsteczki wody dzięki temu, że są polarne, chętnie się przyciągają. Dodatni koniec jednej - gdzie jest atom wodoru - oddziałuje z ujemnym końcem drugiej - gdzie znajduje się atomu tlenu.
Oddziaływania te są przykładem wiązań wodorowych - słabych wiązań, które tworzą się między wodorem o cząstkowym ładunku dodatnim, a bardziej elektroujemnym atomem, takim jak tlen. Atomy wodoru biorące udział w wiązaniu wodorowym muszą być związane z atomami elektroujemnymi takimi jak O, N, lub F.
Cząsteczki wody tworzące wiązania wodorowe ze sobą. Cząstkowy ładunek ujemny na O jednej cząsteczki umożliwia tworzenie wiązania wodorowego z cząstkowym ładunkiem dodatnim na wodorze innych cząsteczek.
Cząsteczki wody oddziałują również z innymi cząsteczkami polarnymi i jonami. Mówi się, że polarna lub posiadająca ładunek substancja, która miesza się z wodą i rozpuszcza się w niej, jest hydrofilowa: hydro oznacza "wodę,", a philic oznacza "lubić". Natomiast niepolarne cząsteczki, takie jak oleje i tłuszcze, nie mieszają się dobrze z wodą. Oddzielają się od niej i nie rozpuszczają się. Są one nazywane hydrofobowymi: phobic oznacza "bać się". Być może zauważyłeś, że jest to niezbyt przydatna cecha sosów do sałatek z oliwą i octem. Ocet to po prostu woda z odrobiną kwasu.

Chcesz dołączyć do dyskusji?

Na razie brak głosów w dyskusji
Rozumiesz angielski? Kliknij tutaj, aby zobaczyć więcej dyskusji na angielskiej wersji strony Khan Academy.