พันธะไฮโดรเจนกับพันธะโควาเลนต์
พันธะเคมียึดอะตอมและโมเลกุลไว้ด้วยกัน พันธะมีความสำคัญในการกำหนดพฤติกรรมทางเคมีและทางกายภาพของโมเลกุลและอะตอม ตามที่นักเคมีชาวอเมริกัน G. N. Lewis เสนอ อะตอมจะมีเสถียรภาพเมื่อมีอิเล็กตรอนแปดตัวในเปลือกเวเลนซ์ อะตอมส่วนใหญ่มีอิเล็กตรอนน้อยกว่าแปดตัวในเปลือกเวเลนซ์ (ยกเว้นก๊าซมีตระกูลในกลุ่ม 18 ของตารางธาตุ) จึงไม่เสถียร อะตอมเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันเพื่อให้มีเสถียรภาพ ดังนั้นแต่ละอะตอมจึงสามารถบรรลุการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ของก๊าซมีตระกูลได้ พันธะโควาเลนต์เป็นพันธะเคมีชนิดหนึ่งที่เชื่อมอะตอมในสารประกอบเคมีพันธะไฮโดรเจนเป็นสิ่งดึงดูดระหว่างโมเลกุลระหว่างโมเลกุล
พันธะไฮโดรเจน
เมื่อไฮโดรเจนติดอยู่กับอะตอมอิเล็กโตรเนกาทีฟ เช่น ฟลูออรีน ออกซิเจน หรือไนโตรเจน จะทำให้เกิดพันธะขั้ว เนื่องจากอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ อิเล็กตรอนในพันธะจะดึงดูดอะตอมของอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่าอะตอมไฮโดรเจน ดังนั้นอะตอมของไฮโดรเจนจะได้รับประจุบวกบางส่วน ในขณะที่อะตอมที่มีอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่าจะได้รับประจุลบบางส่วน เมื่อโมเลกุลสองโมเลกุลที่มีการแยกประจุนี้อยู่ใกล้กัน จะมีแรงดึงดูดระหว่างไฮโดรเจนกับอะตอมที่มีประจุลบ แรงดึงดูดนี้เรียกว่าพันธะไฮโดรเจน พันธะไฮโดรเจนค่อนข้างแข็งแกร่งกว่าปฏิกิริยาไดโพลอื่นๆ และเป็นตัวกำหนดพฤติกรรมของโมเลกุล ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของน้ำมีพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุล โมเลกุลของน้ำหนึ่งตัวสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนได้สี่พันธะกับโมเลกุลของน้ำอีกโมเลกุลหนึ่ง เนื่องจากออกซิเจนมีคู่โดดเดี่ยวสองคู่ จึงสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนสองพันธะกับไฮโดรเจนที่มีประจุบวกได้จากนั้นโมเลกุลของน้ำทั้งสองจะเรียกว่าไดเมอร์ โมเลกุลของน้ำแต่ละโมเลกุลสามารถจับกับโมเลกุลอื่นอีกสี่โมเลกุลได้เนื่องจากความสามารถในการจับตัวของไฮโดรเจน ส่งผลให้น้ำมีจุดเดือดสูงขึ้น แม้ว่าโมเลกุลของน้ำจะมีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ดังนั้นพลังงานที่จำเป็นในการทำลายพันธะไฮโดรเจนเมื่อเข้าสู่เฟสก๊าซจึงสูง นอกจากนี้ พันธะไฮโดรเจนเป็นตัวกำหนดโครงสร้างผลึกของน้ำแข็ง โครงตาข่ายน้ำแข็งที่ไม่เหมือนใครช่วยให้ลอยน้ำได้ จึงช่วยปกป้องสัตว์น้ำในฤดูหนาว นอกจากนี้ พันธะไฮโดรเจนยังมีบทบาทสำคัญในระบบชีวภาพ โครงสร้างสามมิติของโปรตีนและดีเอ็นเอมีพื้นฐานมาจากพันธะไฮโดรเจนเท่านั้น พันธะไฮโดรเจนสามารถถูกทำลายได้ด้วยความร้อนและแรงทางกล
พันธบัตรโควาเลนต์
เมื่ออะตอมสองอะตอมที่มีความต่างของอิเลคโตรเนกาติวีตีที่ใกล้เคียงกันหรือต่ำมากทำปฏิกิริยาร่วมกัน จะเกิดพันธะโควาเลนต์โดยใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน อะตอมทั้งสองสามารถรับการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของก๊าซมีตระกูลได้โดยการแบ่งปันอิเล็กตรอนในลักษณะนี้โมเลกุลเป็นผลพลอยได้จากการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์ระหว่างอะตอม ตัวอย่างเช่น เมื่ออะตอมเดียวกันรวมกันเป็นโมเลกุล เช่น Cl2, H2 หรือ P4แต่ละอะตอมถูกผูกมัดด้วยพันธะโควาเลนต์ โมเลกุลมีเทน (CH4) ยังมีพันธะโควาเลนต์ระหว่างอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจน มีเทนเป็นตัวอย่างของโมเลกุลที่มีพันธะโควาเลนต์ระหว่างอะตอมที่มีความแตกต่างของอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ต่ำมาก
พันธะไฮโดรเจนและพันธะโควาเลนต์ต่างกันอย่างไร
• พันธะโควาเลนต์ระหว่างอะตอมทำให้เกิดโมเลกุล พันธะไฮโดรเจนสามารถเห็นได้ระหว่างโมเลกุล
• อะตอมไฮโดรเจนควรมีพันธะไฮโดรเจน พันธะโควาเลนต์สามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างสองอะตอมใดๆ
• พันธะโควาเลนต์แข็งแกร่งกว่าพันธะไฮโดรเจน
• ในพันธะโควาเลนต์ อิเล็กตรอนจะถูกแบ่งระหว่างสองอะตอม แต่ในพันธะไฮโดรเจน การแบ่งปันแบบนี้จะไม่เกิดขึ้น ค่อนข้างจะเกิดปฏิกิริยาระหว่างประจุบวกกับประจุลบ