نسخة الفيديو النصية
أي المركبات الآتية يمكن أن يكون روابط هيدروجينية بين جزيئاته؟
الصيغة البنائية للجزيئات الأربعة موضحة هنا. بما أن هذا السؤال يطلب منا تحديد المركب الذي يكون روابط هيدروجينية بين جزيئاته، فلنناقش هذا المفهوم أولًا.
الروابط الهيدروجينية تداخلات ثنائيات الأقطاب توجد بين ذرات الهيدروجين المترابطة تساهميًّا وأزواج الإلكترونات الحرة على العناصر ذات السالبية الكهربية العالية. لنلق نظرة على جزيء موجود في حياتنا اليومية يكون الرابطة الهيدروجينية، وهو جزيء الماء، وندرس تداخلات ثنائيات الأقطاب له التي تسمح بتصنيف هذا الجزيء باعتباره جزيئًا قطبيًّا.
يحتوي جزيء الماء على ذرة أكسجين ذات سالبية كهربية عالية تجذب معظم الكثافة الإلكترونية لرابطتي OH التساهميتين، ويشار إليها بالرمز 𝛿− ؛ لأنها الجزء ذو الشحنة السالبة الجزئية من الجزيء المتعادل. ويشار إلى ذرتي الهيدروجين في جزيء الماء بالرمز 𝛿+ ؛ لأنهما المنطقة ذات الشحنة الموجبة الجزئية في الجزيء؛ حيث تقل الكثافة الإلكترونية.
عند تفاعل جزيئي ماء معًا، فإن الشحنة الكهروستاتيكية السالبة الجزئية على ذرة الأكسجين الموجودة في أحد جزيئي الماء تنجذب إلى الشحنة الكهروستاتيكية الموجبة الجزئية على ذرة الهيدروجين على جزيء ماء مختلف. يسمى هذا التجاذب بين الشحنتين الكهروستاتيكيتين المتضادتين في جزيئي الماء الرابطة الهيدروجينية، ويمثلها الخط المتقطع.
في هذا المثال الخاص بالماء، العنصر ذو السالبية الكهربية الأعلى هو الأكسجين. ولكن يمكن أن يكون النيتروجين أو الفلور أيضًا؛ لأن هذه العناصر هي العناصر الثلاثة الأعلى سالبية كهربية في الجدول الدوري.
لنطبق الآن ما نعرفه عن الرابطة الهيدروجينية على الجزيئات المذكورة في السؤال. جميع الجزيئات في هذا السؤال بها ذرة أكسجين واحدة على الأقل مرتبطة بذرة كربون واحدة على الأقل. تسحب ذرة الأكسجين مقدارًا كبيرًا من الكثافة الإلكترونية من الكربون، مما يجعل كل هذه الجزيئات قطبية من خلال تكوين شحنة سالبة جزئية على ذرة الأكسجين.
من المهم ملاحظة أن جزيء الإيثر المذكور في خيار الإجابة ب قد يبدو غير قطبي بسبب التماثل في بنية لويس. لكن لنضع في الاعتبار أنه جزيء قطبي؛ لأن ذرة الأكسجين لها زوجان حران متنافران، مما يعطي الجزيء شكلًا منحنيًا.
عند محاولة تحديد جزيء يمكنه تكوين رابطة هيدروجينية، علينا أيضًا البحث عن ذرة هيدروجين مرتبطة بذرة الأكسجين. عند النظر مرة أخرى إلى الجزيئات الأربعة في هذا السؤال، نجد أن الحمض الكربوكسيلي يحتوي أيضًا على ذرة هيدروجين مرتبطة بذرة الأكسجين نفسها ذات السالبية الكهربية العالية. ويؤدي ذلك إلى سحب ذرة الأكسجين الكثافة الإلكترونية من ذرة الهيدروجين، وينتج عن ذلك اكتساب ذرة الهيدروجين شحنة موجبة جزئية دائمة.
دعونا نفرغ بعض المساحة لتوضيح تداخل ثنائيات الأقطاب هذا في الجزيء المذكور في الخيار ج. في الجزيء المذكور في الخيار ج، توجد شحنة موجبة جزئية على ذرة الهيدروجين في أحد جزيئات الحمض الكربوكسيلي، وتوجد الشحنة السالبة الجزئية على ذرة الأكسجين في جزيء حمض كربوكسيلي آخر، وهذا يسمح بتكوين تداخل ثنائيات الأقطاب بين الجزيئات.
يجب أن نلاحظ أيضًا أن الرابطة الهيدروجينية يمكن أن تتكون أيضًا بين مجموعتي الهيدروكسيل داخل الجزيء المذكور في الخيار ج، كما هو موضح. وعليه فإن المركب الذي يمكن أن يكون روابط هيدروجينية بين جزيئاته من بين الجزيئات الموضحة هو المركب المذكور في خيار الإجابة ج.
