Рассмотрим две молекулы воды (рис. 1.9). Вследствие высокой электроотрицательности кислорода молекула воды
является полярной, т.е. на ее атомах присутствуют парциальные электрические заряды (примерно? 2/3 заряда электрона кислорода, +1 / 3 на каждом водорода). Соответственно, две молекулы будут взаимодействовать друг с другом электростатически. Но здесь есть еще два важных обстоятельства: 1) атом водорода имеет только один электрон, и этот электрон является оттянутым на кислород в молекуле воды, 2) атом кислорода содержит на внешнем слое неразделенной пару электронов (рис. 1.3), которые не вовлечены в образование ковалентной связи.
В результате? Слабая? электронная оболочка водорода? продавливается? атомом кислорода второй молекулы, его неразделенная пара электронов частично обобщается с водородом, электрон которого оттянутым собственным? кислорода. Взаимодействие такого типа и называется водородной связью, который представляет собой нечто среднее между электростатическим взаимодействием (притяжения парциальных зарядов) и ковалентной связью (частичное обобщение пары электронов между двумя атомами). Группа С? Н, например, не соответствует этим принципам (связь С? Н неполярный, поскольку С не является электроотрицательным атомом) и не может
быть привлеченной к образованию водородной связи.
Два свойства водородной связи является следствием его природы: • Водородная связь является очень выгодным энергетически: его энергию (образование водородной связи сопровождается выделением тепла, т.е. имеет ентальпийну природу) можно оценить примерно в 5 ккал / моль (сравните с энергией теплового движения RT = 0,6 ккал / моль).
• В отличие от электростатических взаимодействий, но так же, как ковалентная связь, водородная связь является чувствительным к взаимной ориентации донора и акцептора. Особенно это касается на-нии донорной группы: ковалентная связь D? H должно быть направленным на акцепторный атом (допустимое отклонение связи от направления водородной связи составляет 20? 30 °).
Второе свойство является очень важным. Она означает, что водородные связи между макромолекулами образуются только тогда, когда между донорными и акцепторными группами четкая пространственная соответствие. Это делает водородную связь существенным фактором в определении специфичности межмолекулярных взаимодействий? межмолекулярном узнаваемы. Первое свойство также требует уточнений