Dipoolmolecuul en waterstofbrug

[DutchCap]

Hallo allemaal,

Ik hoop dat jullie me kunnen helpen met de volgende vragen:

1. Hoe kun je zien of een molecuul een dipoolmolecuul is?
H2O is dat wel, maar waarom CO2 bijv. niet?

2. ''Niet alleen een O-atoom van een OH-groep, maar ook een O-atoom van een C=O-groep kan deelnemen aan de vorming van een H-brug. Beide mogelijkheden doen zich voor in de stof methaanzuur. Deze stof heeft de volgende structuurformule:



H-C=O
|
O-H


De H-brugvorming tussen moleculen methaanzuur is zo effectief, dat de moleculen zelfs tijdens het verdampen van de vloeistof niet van elkaar loskomen. Net boven het kookpunt bestaat methaanzuur vrijwel geheel uit 'dubbelmoleculen': twee door H-bruggen verbonden moleculen. Teken de structuurformule van zo'n dubbelmolecuul.''

Het tekenen van de structuurformule is me wel gelukt, maar wat ik niet begrijp is hoe een C=O-groep een H-brug kan vormen? In mijn stencil is H-brug namelijk als volgt gedefinieerd: ''Een waterstofbrug kan gevormd worden tussen een H-atoom gebonden aan een F, O of N-atoom in een dipoolmolecuul en een ander F, O of N-atoom in een dipoolmolecuul.''

Alvast bedankt voor jullie reactie.

[remy476]

1) H2O is zoals je weet geen recht molecuul maar zit er een hoek in, daarom valt het dipoolmoment niet in het midden van de molecuul (maar onder de O.
CO₂ is daarintegen wel recht en daarom valt het dipoolmoment in het midden van het moleuul.

[deoxyribose]

O en N zijn polaire atomen. Als H gebonden is aan een van deze groepen wordt het ook een polair atoom. Dus C-H kan geen waterstofbruggen vormen omdat het een apolaire groep is. Een O groep en een H die verbonden is met een O trekken elkaar dus aan. Een verbinding met F komt volgens mij niet veel voor omdat F een nogal instabiel atoom is.

[Keith]

Misschien vergis ik me, maar volgens mij komen H-bruggen niet tot stand door het dipoolmoment van het gehelemolecuul, maar door een verschil in de elektronenaffineteit van twee atomen, waardoor de ene lichtelijk positief en de andere lichtelijk negatief geladen is. Dit zorgt dat atomen van het ene soort atomen van het ander uit een ander molecuul aantrekken.

[Daevrem]

In een water-molecul heeft een zuurstofatoom twee covelante verbindingen met waterstofatomen. Dat betekent dat de twee waterstofatomen hun electronen delen met het zuurstofatoom. En het zuurstofatoom deelt een electroon met beide waterstofatomen.

Nu is het zo dat een zuurstofatoom veel harder aan de vier gedeelde electronen trekt dan de waterstofatomen. De electronen zijn wel gedeelt maar ze zijn vooral in een baan rond het zuurstofatoom.

Omdat de electronen zorgen dat de som van de lading van de atomen nul is betekent dat dus dat wanneer een electron zich vooral rond het zuurstofatoom bevindt het zuurstofatoom extra negatief geladen wordt. En daardoor worden de waterstofatomen weer positief.

Dit betekent dus dat het waterstofmolecul polair is. En dat betekent ook dat water aan 'elkaar' plakt. De negatieve gedeeltes van het water-molecul 'plakken' tijdelijk vast aan de positieve gedeeltes van het molecul. Dit is een waterstofbrug of een waterstofverbinding.

Waarom doet water dit? Dit is omdat zuurstof een hoge Elektronegativiteit heeft. Waarom heeft zuurstof dat? Dat is een vraag van een hele andere orde en eens stuk complexer. Het heeft te maken met het aantal protonen in de atoomkern, de afstand van de electronen en de invulling van de electronenschillen.

Hier kun je zien hoe electronegaties de verschillende elementen zijn:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Schaal_van_Pauling

Als het verschil tussen electronegativiteit te groot is dan staat er een ionenbinding want dan pakt het electronegatieve atoom gewoon een electron af van het electropositieve atoom.

Deze eigenschap van water zorgt voor de vele speciale effecten van water die bijna allemaal essentieel zijn om leven (zoals wij dat kennen) mogelijk te maken.

[deoxyribose]

Als het niet klopte wat ik zei dan kan ik het nog altijd wijten aan 't feit dat ik half bezopen was

[sdekivit]

Keith schreef op 29-09-2006 @ 20:48 :
Misschien vergis ik me, maar volgens mij komen H-bruggen niet tot stand door het dipoolmoment van het gehelemolecuul, maar door een verschil in de elektronenaffineteit van twee atomen, waardoor de ene lichtelijk positief en de andere lichtelijk negatief geladen is. Dit zorgt dat atomen van het ene soort atomen van het ander uit een ander molecuul aantrekken.

klopt: geen waterstofbrug zonder polaire bindingen --> het gaat om het electron van H dat een grotere baan krijgt dat het over 2 moleculen verdeeld wordt als het ware. Dan moet er dus een polaire interactie aanwezig zijn voor een H-brug en vandaar dat het ook ontstaat bij N-H, O-H of F-H

[DutchCap]

Bedankt voor de reacties tot nu toe!

Dit staat in mijn schrift en snap ik ook niet helemaal:


''Polaire atoombrug:

d- d+ d-
O=C=O

Géén dipoolmolecuul. ''

1. d = delta
2. = tussen zuurstof- en koolstofatoom is een polaire atoombrug.

Waarom is dit dan geen dipoolmolecuul?

[sdekivit]

DutchCap schreef op 30-09-2006 @ 15:45 :
Bedankt voor de reacties tot nu toe!

Dit staat in mijn schrift en snap ik ook niet helemaal:


''Polaire atoombrug:

d- d+ d-
O=C=O

Géén dipoolmolecuul. ''

1. d = delta
2. = tussen zuurstof- en koolstofatoom is een polaire atoombrug.

Waarom is dit dan geen dipoolmolecuul?

de bindingshoek in CO2 = 180 graden dus de kleine positieve lading wordt als het ware gemaskerd door de 2 kleinenegatieve ladingen/

Een dipool molecuul heeft echt 2 polen --> dus een positief en een negatief kantje (di = 2, polen)

Neem nu water dat is schematisch:
............H(2d+)
....../...........\
....O(d-).....O(d-)

--> dit heeft dus positief en negatief kantje vanwege de bindingshoek.

[Daevrem]

Symmetrie heft polariteit op.

Het gaat inderdaad om de vorm van het molecuul. Je ziet dat bij een CO2 molecuul geen duidelijk negatieve en duidelijk positieve zijden zijn. Het midden is positief en beide zijkanten negatief.
CO is wel dipool. Je snapt nu zelf waarom. (alhoewel het ingewikkelder is omdat er hier extra electronen zijn voor de covalente binding)

[DutchCap]

Bedankt weer voor jullie reacties!

[sdekivit]

Daevrem schreef op 30-09-2006 @ 18:02 :
Symmetrie heft polariteit op.

CO2 lost anders redelijk goed op in water en plasma hoor. Sytmmetrie heft namelijk niet de polariteit op, maar juist het dipoolmoment.

[Daevrem]

Ja, ok.