Vätebindningar. Det ovanliga vattnet.

Videogenomgång (flippat klassrum)

Vätebindningar

Uppstår mellan två molekyler.

I den ena molekylen:

• En väteatom bunden till en starkt elektronegativ atom (vanligast O, N och F).

I den andra molekylen:

• En elektronegativ atom med minst ett fritt elektronpar.

I den första molekylen:

• Den elektronegativa atomen drar åt sig så mycket av elektronerna, att väteatomen blir helt fri från elektroner.
• Väteatomen – fast nu är det ju bara en vätejon, alltså en proton – kan pysa iväg till den andra elektronegativa atomen, som "lånar ut" sitt fria elektronpar till vätet.

Syre är mer elektronegativt än väte.

Den första och den andra molekylen delar på en proton – detta är själva vätebindningen!

• Jämför med elektronparbindningen – i den delar två atomer på ett elektronpar.

Vätebindningen är en relativt stark intermolekylär bindning.

Det ovanliga vattnet

Mellan vattenmolekylerna bildas det vätebindningar.

• Varje vattenmolekyl kan delta i fyra vätebindningar: Den kan "skänka bort" två väteatomer, och den kan ta emot två väteatomer.

De många vätebindningarna ger upphov till ytspänning.

• Ytspänningen gör att vatten kan stiga upp i smala rör (kapillärkraften).
• Ytspänningen gör också att djur som insekter (t.ex. skräddare) kan gå på vattnet.

Varje vattenmolekyl kan delta i fyra vätebindningar med andra vattenmolekyler.

(Säg hej till "Jesusödlan"!) 😎

Flytande vatten och is

I flytande vatten kan vattenmolekylerna packas tätare än i is.

• Det beror på att när temperaturen sjunker, låses vattenmolekylerna fast i vätebindningarna.

Vattenmolekyler i flytande vatten.

Vattenmolekyler i is.

Lägg märke till de tomma utrymmena mellan vattenmolekylerna i isen!

• Detta gör att isen får lägre densitet – och att den flyter ovanpå vattnet. Det hade inte varit möjligt utan vätebindningarna.

Kokpunkt för några föreningar i syregruppen.

I syregruppen i den periodiska systemet hittar vi följande grundämnen:

• O, S, Se, Te och Po

Tellur är en större atom än selen ⇒ fler elektroner som rör sig och kan bilda starkare tillfälliga dipoler ⇒ starkare van der Waalsbindningar mellan H₂Te-molekylerna och högre kokpunkt för H₂Te än H₂Se.

Kokpunkten sjunker också för H₂S – Men stiger plötsligt för H₂O!

• Detta är tack vare vätebindningarna.
• Vätebindningarna är starkare än van der Waalsbindningarna.
• Mer energi krävs för att bryta bindningarna mellan H₂O-molekylerna ⇒ högre kokpunkt för vatten.