Avainero vetysidoksen ja ionisidoksen välillä on, että pysyvien anionien ja kationien välillä on ionisidoksia, kun taas osittain positiivisten ja osittaisten negatiivisten varausten välillä on vetysidoksia.
Kemialliset sidokset pitävät atomeja ja molekyylejä yhdessä. Sidokset ovat tärkeitä määritettäessä molekyylien ja atomien kemiallista ja fysikaalista käyttäytymistä. Amerikkalaisen kemistin G. N. Lewisin ehdotuksen mukaan atomit ovat stabiileja, kun niiden valenssikuoressa on kahdeksan elektronia. Useimmissa atomeissa on alle kahdeksan elektronia valenssikuorissaan (paitsi jaksollisen järjestelmän ryhmän 18 jalokaasut); siksi ne eivät ole vakaita. Nämä atomit pyrkivät reagoimaan toistensa kanssa tullakseen vakaiksi. Siten jokainen atomi voi saavuttaa jalokaasuelektronisen konfiguraation. Ionisidokset ovat yksi tällainen kemiallinen sidos, joka yhdistää atomeja kemiallisissa yhdisteissä. Vetysidokset ovat molekyylien välisiä vetovoimaa molekyylien välillä.
Mikä on vetysidos?
Kun vety kiinnittyy elektronegatiiviseen atomiin, kuten fluoriin, happeen tai typpeen, se muodostaa polaarisen sidoksen. Elektronegatiivisuuden vuoksi sidoksen elektronit vetäytyvät enemmän elektronegatiiviseen atomiin kuin vetyatomiin. Siksi vetyatomi saa osittaisen positiivisen varauksen, kun taas elektronegatiivisempi atomi saa osittaisen negatiivisen varauksen. Kun kaksi molekyyliä, joilla on tämä varauserotus, ovat lähellä, vetovoima nousee vedyn ja negatiivisesti varautuneen atomin välille. Kutsumme tätä vetysidokseksi.
Vetysidokset ovat suhteellisen vahvempia kuin muut dipolivuorovaikutukset, ja ne määräävät molekyylien käyttäytymisen. Esimerkiksi vesimolekyyleillä on molekyylien välinen vetysidos. Yksi vesimolekyyli voi muodostaa neljä vetysidosta toisen vesimolekyylin kanssa. Koska hapella on kaksi yksinäistä paria, se voi muodostaa kaksi vetysidosta positiivisesti varautuneen vedyn kanssa. Sitten voimme kutsua kahta vesimolekyyliä dimeeriksi. Jokainen vesimolekyyli voi sitoutua neljän muun molekyylin kanssa vetysidoskyvyn vuoksi. Se johtaa korkeampaan veden kiehumispisteeseen, vaikka vesimolekyylillä on pieni molekyylipaino. Siksi vetysidosten katkaisemiseen tarvittava energia niiden siirtyessä kaasufaasiin on suuri.
Kuva 01: Vetysidokset vesimolekyylien välillä
Lisäksi vetysidokset määräävät jään kiderakenteen. Jäähilan ainutlaatuinen järjestely auttaa sitä kellumaan veden päällä; näin ollen vesieliöiden suojeleminen talvikaudella. Tämän lisäksi vetysidoksella on tärkeä rooli biologisissa järjestelmissä. Proteiinien ja DNA:n kolmiulotteinen rakenne perustuu yksinomaan vetysidoksiin. Lisäksi vetysidokset voivat tuhoutua kuumentamalla ja mekaanisilla voimilla.
Mikä on Ionic Bond?
Atomit voivat saada tai menettää elektroneja ja muodostaa negatiivisia tai positiivisia varautuneita hiukkasia. Näitä hiukkasia kutsutaan ioneiksi. Ionien välillä on sähköstaattista vuorovaikutusta. Ionisidos on vetovoima näiden vastakkaisesti varautuneiden ionien välillä. Sähköstaattisten vuorovaikutusten voimakkuuteen vaikuttavat suurelta osin ionisidoksessa olevien atomien elektronegatiivisuusarvot. Elektronegatiivisuus mittaa atomien affiniteetin elektroneja kohtaan. Atomi, jolla on suuri elektronegatiivisuus, voi vetää puoleensa elektroneja alhaisen elektronegatiivisuuden omaavasta atomista muodostaen ionisidoksen.
Kuva 02: Ionisidoksen muodostuminen natriumkloridissa
Esimerkiksi natriumkloridilla on ionisidos natriumionin ja kloridi-ionin välillä. Natrium on metalli; siksi sillä on erittäin alhainen elektronegatiivisuus (0,9) verrattuna klooriin (3,0). Tämän elektronegatiivisuuden eron vuoksi kloori voi vetää puoleensa elektronin natriumista ja muodostaa Cl- ja Na+-ioneja. Tämän vuoksi molemmat atomit saavat vakaan jalokaasuelektronisen konfiguraation. Cl- ja Na+ pitävät yhdessä erittäin voimakkaiden houkuttelevien sähköstaattisten voimien avulla, mikä muodostaa ionisidoksen.
Mitä eroa on vetysidoksella ja ionisidoksella?
Vesisidokset ovat molekyylien välisiä vetovoimaa, kun taas ionisidokset ovat houkuttelevia sähköstaattisia voimia. Keskeinen ero vetysidoksen ja ionisidoksen välillä on, että pysyvien anionien ja kationien välillä on ionisidoksia, kun taas vetysidoksia on osittaisten positiivisten ja osittaisten negatiivisten varausten välillä. Lisäksi ionisidokset ovat vahvempia kuin vetysidokset.
Lisäksi vetysidoksia syntyy, kun on vetyatomi ja elektronegatiivinen atomi, kun taas ionisidoksia esiintyy minkä tahansa metallin ja ei-metalliatomin välillä. Joten tämä on merkittävä ero vetysidoksen ja ionisidoksen välillä. Lisäksi vetysidoksen ja ionisidoksen toinen ero on se, että vetysidokset ovat helppoja katkaista, koska ne ovat joko molekyylien välisiä tai molekyylinsisäisiä vetovoimavoimia, mutta ionisidokset ovat vahvoja kemiallisia sidoksia, joita on vaikea katkaista.
Yhteenveto – vetysidos ja ionisidos
Ionisidoksia esiintyy ioniyhdisteissä. Vetysidokset ovat molekyylien välisiä sidoksia. Keskeinen ero vetysidoksen ja ionisidoksen välillä on, että pysyvien anionien ja kationien välillä on ionisidoksia, kun taas vetysidoksia on osittaisten positiivisten ja osittaisten negatiivisten varausten välillä.
