Vetysidos vs kovalenttinen sidos
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. Kovalenttinen sidos on yksi tällainen kemiallinen sidos, joka yhdistää atomeja kemiallisissa yhdisteissä. Vetysidokset ovat molekyylien välisiä vetovoimaa molekyylien välillä.
Vetysidokset
Kun vety kiinnittyy elektronegatiiviseen atomiin, kuten fluoriin, happeen tai typpeen, syntyy polaarinen sidos. Elektronegatiivisuuden vuoksi sidoksen elektronit vetoavat 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, vedyn ja negatiivisesti varautuneen atomin välillä on vetovoima. Tämä vetovoima tunnetaan vetysidoksena. 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 nämä kaksi vesimolekyyliä voidaan tuntea dimeerinä. Jokainen vesimolekyyli voi sitoutua neljään muuhun molekyyliin vetysidoskyvyn vuoksi. Tämä johtaa korkeampaan veden kiehumispisteeseen, vaikka vesimolekyylillä on pieni molekyylipaino. Siksi vetysidosten katkaisemiseen tarvittava energia, kun ne menevät kaasufaasiin, on korkea. Lisäksi vetysidokset määräävät jään kiderakenteen. Ainutlaatuinen jäähilan järjestely auttaa sitä kellumaan veden päällä ja suojelee näin vesieliöitä talvikaudella. Tämän lisäksi vetysidoksella on tärkeä rooli biologisissa järjestelmissä. Proteiinien ja DNA:n kolmiulotteinen rakenne perustuu yksinomaan vetysidoksiin. Vetysidokset voivat tuhoutua kuumentamalla ja mekaanisilla voimilla.
Kovalenttiset sidokset
Kun kaksi atomia, joilla on samanlainen tai erittäin pieni elektronegatiivisuuden ero, reagoivat keskenään, ne muodostavat kovalenttisen sidoksen jakamalla elektroneja. Molemmat atomit voivat saada jalokaasuelektronisen konfiguraation jakamalla elektroneja tällä tavalla. Molekyyli on tuote, joka syntyy kovalenttisten sidosten muodostumisesta atomien välille. Esimerkiksi kun samat atomit yhdistyvät muodostamaan molekyylejä, kuten Cl2, H2 tai P4, jokainen atomi on sitoutunut toiseen kovalenttisella sidoksella. Metaanimolekyylissä (CH4) on myös kovalenttisia sidoksia hiili- ja vetyatomien välillä. Metaani on esimerkki molekyylistä, jossa on kovalenttisia sidoksia atomien välillä, joilla on erittäin pieni elektronegatiivisuusero.
Mitä eroa on vety- ja kovalenttisilla sidoksilla?
• Kovalenttiset sidokset muodostuvat atomien välille molekyylin muodostamiseksi. Vetysidoksia voidaan nähdä molekyylien välillä.
• Vetyatomin pitäisi olla olemassa vetysidoksen muodostamiseksi. Kovalenttisia sidoksia voi esiintyä minkä tahansa kahden atomin välillä.
• Kovalenttiset sidokset ovat vahvempia kuin vetysidokset.
• Kovalenttisessa sidoksessa elektronit jaetaan kahden atomin välillä, mutta vetysidoksessa tällaista jakamista ei tapahdu; pikemminkin tapahtuu sähköstaattinen vuorovaikutus positiivisen ja negatiivisen varauksen välillä.
