1. A vízmolekula tulajdonságai

A természettudósok a vizet sokáig az egyszerű anyagok közé sorolták. Szerkezeti felépítését csak a XVIII. sz második felében sikerült tisztázni. Henry Cavendish angol kémikus megfigyelte, hogy hidrogén (ezt akkoriban gyúlékony levegőnek hívták) és levegő (akkoriban közönséges levegő) robbantásakor a hidrogén és a levegő 1/5-e egyesül (a levegő 21%-a oxigén) és páraként csapódik le. Tehát a pára hidrogénből és oxigénből áll. Cavendish a későbbiekben a térfogati viszonyokat is vizsgálta, s azt kapta, hogy két egység hidrogénből és egy egység oxigénből keletkezik a víz. Kísérleteit  a francia származású Antoine Lavoisier (Lavoisier korábbi tanulmányodban) összegezte, illetve következtetett a végső megoldásra. Lavoisier 1783-ban bejelentette, hogy a víz két egység hidrogénből és egy egység oxigénből áll. Azaz összegképlete: H₂O.

1.1. Mielőtt tovább lépnénk ismételd át a kémiai kötések kialakulását az alábbi kérdések segítségével!

Hány legkülső elektronja van a hidrogénnek?
Hány legkülső elektronja van az oxigénnek?
Elektronegativitásuk alapján milyen kémiai kötés alakul ki köztük?

Rajzold le a hidrogénatomot, jelölve a legkülső elektront!

Rajzold le az oxigénatomot, jelölve a legkülső elektronokat!

Rajzold le a vízmolekula szerkezeti képletét, jelölve a nemkötő elkektronpárokat!

hidrogénmolekula	oxigénmolekula	vízmolekula

A Mit csinál egy tudós? epochában tanultál a vegyületekről és a periódusos rendszer elemiről.
A kémiai kötésekről a Földünk epochában tanultál itt.

A vízmolekulában a hidrogéneket és az oxigént kovalens kötés kapcsolja össze. A kovalens kötésnek azon fajtája, amelyet poláris kovalens kötésnek nevezünk. De mit is jelent ez?

Az oxigén és a hidrogén eltérő elektronnegatívitású, EN_O=3,5 , EN_H=2,1 , így az oxigén a kötőelektronpárokat jobban maga felé vonzza. Az így kialakuló töltésszétválás okozza a kötés és egyben a molekula polaritását.

A poláris kötésekben levő H atomok (amelyek részlegesen pozitív töltésűek) és egy szomszédos vízmolekula (negatív töltésű) nemkötő elektronpárja között vonzóerő alakul ki. Ez a molekulák közötti kölcsönhatás egy másodrendű kötés kialakulásához vezet, amit hidrogénkötésnek nevezünk. A hidrogénkötés kialakulásának feltétele, hogy a hidrogénhez nagy elektronegativitású atom (pl. N, O, F) kapcsolódjék. A vízmolekulák között kialakuló hidrogénhíd a legerősebb az intermolekuláris (molekulák közötti) kölcsönhatások közül. A képen a vízmolekulán belüli töltéseloszlás látható. Lila színnel a negatívabb, zöld színnel a kevésbé negatívabb területek.

Előző tanulmányaidban már megismerkedtél a víz kiváló oldószer tulajdonágáról és az oldatokról is tanultál már itt. Poláris tulajdonsága miatt a víz a leggyakrabban használt oldószer.

Hidrogénkötés kialakulása - animáció

 

poláris kovalens kötés, másodrendű kötés, hidrogénkötés