1 16. Wodór i jego odmiany cząsteczkowe. Wodór posiada dwie
Transkrypt
1 16. Wodór i jego odmiany cząsteczkowe. Wodór posiada dwie
16. Wodór i jego odmiany cząsteczkowe. Wodór posiada dwie odmiany wodoru cząsteczkowe H2, ortowodór i parawodór, różniące się nieznacznie własnościami fizycznym i chemicznymi, co przypisuje się przeciwnej orientacji spinów protonów. Stosunek ilościowy ortowodoru do parawodoru przy 25ºC wynosi 3:1, w czym przejawia się i tu ćwiartowanie. Jednakże w pobliżu zera absolutnego wodór składa się już wyłącznie ze słabiej związanego parawodoru, co jest zrozumiałe, gdyż w tych warunkach bardzo silnie osłabione strumienie C już nie są rozróżnialne. Tę szczególną własność wodoru można by objaśnić jego powstaniem helu przed wodorem. Jeśli bowiem strumień kosmiczny podzielił się najpierw na tetratony helu a potem na monotony wodoru, w procesie podziału na monotony miejsca, w których strumień kosmiczny dzielił się na tetratony mogły dzielić się z mniejszą stratą substancji, czego wynikiem były silniejsze strumienie C. Jeden na cztery bardzo silnych strumień C byłby zatem wyraźnie silniejszy. Cząsteczki wodoru słabiej związane, to te utworzone z atomów z takim strumieniem C. Inną osobliwością wodoru i niektórych innych pierwiastków jednowartościowych jest to, że w niektórych związkach chemicznych są dwuwartościowe: „WIĄZANIE WODOROWE, rodzaj oddziaływania za pośrednictwem wodoru, tworzącego tzw. mostek wodorowy między atomami wchodzącymi w skład 2 cząsteczek tych samych lub różnych substancji chemicznych (wiązanie wodorowe międzycząsteczkowe) lub tej samej substancji (wiązanie wodorowe wewnątrz-cząsteczkowe); wiązanie wodorowe ma istotne znaczenie w asocjacji cząste- 1 czek; występuje w bardzo wielu związkach chemicznych, m. in. w wodzie, białkach i kwasach nukleinowych” (Z. Encykl. PWN). Wiązania mostkowe wodoru wskazują na to, że także skrajnie silne strumienie C 0] i [0 są w porównaniu z tymi helu osłabione, co umożliwia wiązanie obustronne. Z jednej stronny wodór wiązałby słabym wiązaniem wodorowym, z drugiej silnym wiązaniem atomowym (10-30 kJ/mol w porównaniu 432 kJ/mol), podobnie jak w fluorowodorze: …F–H…F–H…F–H…F–H…F–H… F–H… (wiązanie wodorowe zaznacza się kropeczkami). Wiązanie wodorowe nie jest cechą wyłącznie wodoru. Także u litu i fluoru, skrajnie silne, warunkujące jednowartościowość strumienie C, umożliwiają w szczególnych przypadkach połączenia obustronne, jak w związkach: N–F…Li–F oraz LiF…LiF. Jednakże w chlorze, następnym w grupie fluorowców, energia wyjścia strumienia C o wyższej EC jest na tyle niższa, że chlor wiąże obustronnie także z dwuwartościowym tlenem, tworząc ClO2. 2