В задании №4 ЕГЭ по химии встречаются вопросы не только по кристаллическим решеткам, но и по связям! Сегодня вспомним про водородные связи - что это за связи, и самое важное - где они есть!
Водородная связь - это слабая межмолекулярная связь (конечно же они могут образовываться и внутри молекулы между различными ее частями, но на этапе первого знакомства с новым типом связи проще представить ее между молекулами, чтобы не путать ее с ковалентной связью).
Водородная связь, образуется между положительно заряженным атомом водорода одной молекулы Нᵟ⁺ и отрицательно разряженным атомом - только азот Nᵟ⁻, кислород Oᵟ⁻, фтор Fᵟ⁻ другой молекулы. Другие неметаллы не образуют водородные связи.
Из-за того, что водородные связи непрочные (характеризуются низкой энергией связи), их не рисуют черточкой (палочкой), а рисуют точками или тире, чтобы показать насколько они слабые по сравнению с ковалентными связями, которые мы показываем палочками:
-Нᵟ⁺ ∙∙∙∙∙∙Nᵟ⁻-
-Нᵟ⁺ ∙∙∙∙∙∙Oᵟ⁻-
-Нᵟ⁺ ∙∙∙∙∙∙Fᵟ⁻-
Чтобы понять насколько они слабые, давайте представим себе, например, ковалентные связи как прочные канаты, тогда на их фоне водородные связи будут выглядеть тонкими ниточками! Но этих ниточек достаточно, чтобы удерживать молекулы друг около друга. Рассмотрим пример с H₂O. Молярная масса воды М(H₂O)=18 г/моль, вода жидкая, а вот молярная масса бутана М(С₄Н₁₀)=58 г/моль, и бутан газ.
Почему же так несправедливо, такая маленькая вода не летает, а такой тяжелый бутан летает?
Причина в том, что между молекулами воды есть водородные связи, которые удерживают молекулы друг около друга, и получается, что вода уже не 18 г/моль, а много раз по 18 и такая совокупность молекул воды уже будет иметь большую суммарную молярную массу и не будет летать. Но что происходит, когда мы нагреваем воду до 100 градусов? Мы сообщаем энергию достаточную для разрыва водородных связей, справедливость торжествует и маленькие молекулы воды летят! И мы видим водяной пар.
Давайте напишем список веществ, у которых есть водородные связи (внутри- и межмолекулярные).
Где есть водородные связи:
1. H₂O, H₂O₂, NH₃, HF
2. спирты (CH₃OH), фенол (C₆H₅OH), карбоновые кислоты (HCOOH)
3. белки, РНК, ДНК
4. первичные амины(CH₃NH₂), вторичные амины ((CH₃)₂NH)
Рассмотрим пример задания №4 ЕГЭ по химии:
№4
Из предложенного перечня выберите два вещества, между молекулами которых образуются прочные водородные связи:
1) пероксид водорода
2) бромоводород
3) сероводород
4) циклогексан
5) метанол
Посмотрим на список веществ, у которых есть водородные связи, и выберем пероксид водорода (H₂O₂) и метанол ( это спирт).
Ответ: 15
Давайте выучим список по водородным связям, и сможем сделать задание без проблем!