生物の主な必要条件である水は、水素と酸素で構成されてHを形成します2O. 2つの水分子が一緒になると、一方の分子の負の端がもう一方の分子の正の端を引き付け、水素結合と呼ばれる結合を生成します。
ある分子の共有結合した水素原子と、同じ分子または他の分子の電気陰性原子(N、O、Fなど)との間の静電引力は、水素結合と呼ばれます。水素結合は、2つの原子間で電子を共有することによって形成される共有結合よりも弱い結合です。以下の例のように、破線(-)を使用して水素結合を記述します。
H-F-H-F-H-F-H-F
水素結合の種類は、分子間水素結合と分子内水素結合の2つに分けられます。
分子間水素結合
この結合では、同じまたは異なる化合物の2つの分子間に水素結合が形成されます。同じまたは異なる化合物の分子が重合または結合します。分子間水素結合を形成する化合物の例には、フッ化水素、水、氷、アンモニア、およびアルコールが含まれます。
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上の画像は、フッ化水素(HF)への分子間水素結合を示しています。固体状態では、フッ化水素分子はそれぞれ、水素結合によって結合された長いジグザグ鎖を形成します。
一方、上の写真では、4つの水素結合が各水分子によって形成されています。酸素の中心原子は四面体(4方向)に4つの水素原子で囲まれています。
分子内水素結合
次のタイプの水素結合は分子内水素結合です。この結合は、水素原子と他のいくつかの電気陰性原子(N、O、Fなど)の間の同じ分子内に形成されます。分子内水素結合は、分子の環化に起因します。この結合は、有機化合物にもよく見られます。