Alle boeken

Professioneel

Apps Over Coach Inloggen Begin met lezen

Scheikunde · Begrippenlijst

Wat is Waterstofbrug?

Definitie 30.12 Scheikunde van basisschool tot bovenbouw · Hoofdstuk 30 — Elektronegativiteit, polariteit en krachten tussen moleculen

Een waterstofbrug is een aantrekking tussen een waterstofatoom dat gebonden is aan een heel elektronegatief atoom (stikstof, zuurstof of fluor), en daardoor een duidelijke δ+\delta^+ draagt, en een vrij elektronenpaar van een ander stikstof-, zuurstof- of fluoratoom, vaak op een naburig molecuul. Je tekent haar als een stippellijn, en de drie betrokken atomen liggen bijna op een rechte lijn.

Waterstofbruggen (gestippeld) rond een watermolecuul in vloeibaar water: zijn twee waterstofatomen binden aan de zuurstofatomen van twee buren, en de twee vrije elektronenparen van zijn zuurstofatoom nemen de waterstofatomen van twee andere op.
Waterstofbruggen (gestippeld) rond een watermolecuul in vloeibaar water: zijn twee waterstofatomen binden aan de zuurstofatomen van twee buren, en de twee vrije elektronenparen van zijn zuurstofatoom nemen de waterstofatomen van twee andere op.

Voorbeelden

Voorbeeld 30.13 (Ethanol en propaan)

Ethanol, CHX3−CHX2−OH\ce{CH3-CH2-OH} (46.0 g/mol46.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}), en propaan, CHX3−CHX2−CHX3\ce{CH3-CH2-CH3} (44.0 g/mol44.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}), hebben moleculen van bijna dezelfde grootte. Toch kookt ethanol bij 78 ∘C78\,{}^{\circ}\mathrm{C} en propaan bij −42 ∘C-42\,{}^{\circ}\mathrm{C}. Ethanolmoleculen vormen met hun O−H\ce{O-H}-groep waterstofbruggen met elkaar; propaanmoleculen kunnen dat niet.

Voorbeeld 30.16 (Drie vaste stoffen)

Natriumchloride, een ionaire vaste stof, smelt bij 801 ∘C801\,{}^{\circ}\mathrm{C}; ijs, bijeengehouden door waterstofbruggen, bij 0 ∘C0\,{}^{\circ}\mathrm{C}; vast methaan, alleen bijeengehouden door vanderwaalsbindingen tussen kleine moleculen, ver onder −150 ∘C-150\,{}^{\circ}\mathrm{C}.

Lees in het hoofdstuk →
Definitie 4.4 Universitaire scheikunde — jaar 1 · Hoofdstuk 4 — Intermoleculaire krachten en oplosmiddelen

Een waterstofbrug is een aantrekking X−H⋯Y\ce{X-H}\cdots\ce{Y} tussen een waterstofatoom dat gebonden is aan een klein, zeer elektronegatief atoom X (N\ce{N}, O\ce{O} of F\ce{F}) en een vrij elektronenpaar van een ander elektronegatief atoom Y. Het molecuul dat X−H\ce{X-H} draagt, is de donor van de waterstofbrug, het molecuul dat Y draagt de acceptor. De energie ervan, 10 tot 40 kJ/mol40\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}, ligt tussen die van vanderwaalsinteracties en die van covalente bindingen; de drie atomen X\ce{X}, H\ce{H}, Y\ce{Y} liggen bijna op één lijn.

Waterstofbruggen (rood gestippeld). In vloeibaar water neemt elk molecuul deel aan maximaal vier ervan; carbonzuren vormen paren, in cyclische dimeren die door twee waterstofbruggen bijeengehouden worden.
Waterstofbruggen (rood gestippeld). In vloeibaar water neemt elk molecuul deel aan maximaal vier ervan; carbonzuren vormen paren, in cyclische dimeren die door twee waterstofbruggen bijeengehouden worden.
Kookpunten van de hydriden van groep 14 (grijze vierkantjes), 15 (blauw), 16 (rood) en 17 (groen). Water zou bij ongeveer -79\, C koken als het zijn zwaardere analogen volgde (gestreept); zijn waterstofbruggen verhogen het kookpunt met ongeveer 180\, C.
Kookpunten van de hydriden van groep 14 (grijze vierkantjes), 15 (blauw), 16 (rood) en 17 (groen). Water zou bij ongeveer −79 ∘C-79\,{}^{\circ}\mathrm{C} koken als het zijn zwaardere analogen volgde (gestreept); zijn waterstofbruggen verhogen het kookpunt met ongeveer 180 ∘C180\,{}^{\circ}\mathrm{C}.
Lees in het hoofdstuk →