دانلود مقالات ISI درباره پیوند هیدروژنی + ترجمه فارسی

پیوند هیدروژنی(به انگلیسی: Hydrogen bonding ) هرگاه هیدروژن به اتمی با الکترونگاتیوی زیاد مثل فلوئور، اکسیژن یا نیتروژن متصل گردد، شرایطی برای به وجود آمدن نوع بسیاری مهمی جاذبه بین مولکولی مثبت ـ منفی حاصل می‌شودکه به آن پیوند هیدروژنی می‌گویند. به عبارت دیگر، اتم یک مولکول هیدروژن و زوج الکترون غیر مشترک مولکول دیگر متقابلا همدیگر را جذب می‌کنند و پیوندی تشکیل می‌شود که به پیوند هیدروژنی مرسوم است. این تعاریف اشاره بر این دارد که پیوند هیدروژنی نمی‌تواند یک پیوند کووالانسی عادی باشد، زیرا اتم هیدروژن تنها یک اوربیتال (1S) در سطح انرژی به قدر کافی پایین دارد که درگیر تشکیل پیوند کووالانسی شود جاذبه بین مولکولی در برخی از ترکیبات هیدروژن‌دار بطور غیر عادی قوی است. این جاذبه در ترکیباتی مشاهده می‌شود که در آنها بین هیدروژن و عناصری که اندازه کوچک و الکترونگاتیوی زیاد دارند، پیوند هیدروژنی وجود دارد. در این ترکیبات، اتم عنصر الکترونگاتیو چنان جاذبه شدیدی بر الکترون های پیوندی اعمال می‌کند که در نتیجه آن، هیدروژن دارای بار مثبت قابل ملاحظه +δ می‌گردد. هیدروژن در این حالت، تقریبا به صورت یک پروتون بی‌حفاظ است، زیرا این عنصر فاقد الکترون پوششی است. هر اتم هیدروژن قادر است تنها یک پیوند هیدروژنی تشکیل دهد. جا به جا شدن یک جفت الکترون به سمت عنصر بسیار الکترونگاتیو نیتروژن، اکسیژن یا فلوئور باعث می‌شود که این اتم ها دارای بار منفی جزئی شوند. در این صورت پیوند هیدروژنی پلی است میان دو اتم شدیدا الکترونگاتیو با یک اتم هیدروژن که از طرفی به طور کوالانسی با یکی از اتم های الکترونگاتیو و از طرف دیگر بطور الکترواستاتیکی (جاذبه مثبت به منفی) با اتم الکترونگاتیو دیگر پیوند یافته است. استحکام پیوند هیدروژنی یک دهم تا یک پنجاهم قدرت یک پیوند کوالانسی متوسط است. هنگامی که مولکول‌های آب در کنار هم جا می‌گیرند، میان اتم اکسیژن از یک مولکول (که جزئی بار منفی دارد) و اتم هیدروژن از مولکول دیگر (که جزئی بار مثبت دارد) نوعی کشش یا پیوند «الکترواستاتیکی» شکل می‌گیرد که همان پیوند هیدروژنی است. به دلیل نظم تقریبا ۴ وجهی الکترون‌ها پیرامون مولکول آب، هر مولکول آب به طور بالقوه می‌تواند با ۴ مولکول آب دیگر پیوند هیدروژنی برقرار کند. همین پیوند هیدروژنی میان مولکول‌های آب، موجب پیوستگی سطحی شدید روی آب مایع شده است. پیوند هیدروژنی موجب ویژگی‌های شگفتی در آب شده است. برای مثال: • بالا بودن ظرفیت گرمایی • بالا بودن گرمای نهان تبخیر • افزایش حجم غیرعادی در مقابل کاهش دما( از 0 تا 4-درجه سانتی گراد ) پیوند هیدروژنی علاوه بر ایجاد واکنش بین مولکول های آب، مسئول جاذبه ی بین مولکول های آب با سایر مولکول ها یا سطوح است. به عنوان مثال، پیوند هیدروژنی اساس تشکیل لایه آبی است که در اطراف ماکرومولکول های مهم بیولوژیکی نظیر پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک و کربوهیدرات ها وجود دارد. این لایه ها به طور محکم پیوند برقرار کرده و به شدت آرایش یافته اند، اغلب به آب پیوندی Bound water معروفند. برآورد شده است که آب پیوندی 30 درصد وزن خشک مولکول های پروتئین هیدراته را تشکیل می دهد. آب پیوندی برای پایداری مولکول های پروتئین مهم است. شرایط تشکیل پیوند هیدروژنی 1. بالا بودن الکترونگاتیوی اتم های متصل به هیدروژن: برهمین اساس است که فلوئور (الکترونگاتیوترین عنصر) قویترین پیوند هیدروژنی را تشکیل می دهد و اکسیژن (الکترونگاتیوتر از نیتروژن) پیوند هیدروژنی قویتری درمقایسه با نیتروژن تشکیل می‌دهد. هم چنین بار مثبت زیاد بر روی اتم هیدروژن، زوج الکترون مولکول دیگر را به شدت جذب می‌کند و کوچک بودن اندازه اتم هیدروژن سبب می‌شود که ملکول دوم بتواند به آن نزدیک شود. 2. کوچک بودن اتم های متصل به هیدروژن: پیوند هیدروژنی واقعا موثر فقط در ترکیبات فلوئور، اکسیژن و نیتروژن تشکیل می‌شود. با وجود این که دو اتم نیتروژن و کلر الکترونگاتیوی برابر دارند چون اتم کلر از اتم نیتروژن بزرگ تر است بر خلاف نیتروژن، کلر پیوند هیدروژنی ضعیفی تشکیل می‌دهد.