هل تعلم أن الماء يمثل ما بين 70% إلى 90% من وزن الكائنات الحية؟ ويعتبر هذا العنصر علامة واضحة على وجود حياة على الأرض، فوجوده يدل على أن كل شيء مختلف. ولكن ما يجعلها مميزة جدًا هو قدرتها على العمل كفريق، وهنا يأتي دور الروابط الهيدروجينية . أدناه، تعرف على ماهيته وبعض وظائفه الأساسية.
ما هي الروابط الهيدروجينية؟
تُعرف الروابط الهيدروجينية بأنها الروابط بين الجزيئات التي تنشأ بين ذرات الهيدروجين والذرات السالبة مثل الفلور أو الأكسجين أو النيتروجين. بعبارات أبسط، هذه هي القوى التي تسمح للماء بتكوين علاقات مع نفسه ومع العناصر الأخرى لإنشاء مركبات جديدة ذات أهمية كبيرة للحياة.
تسمح هذه الجسور أو الروابط الهيدروجينية بالتواصل بين الجزيئات المختلفة وتسهل أيضًا ربط المناطق المختلفة داخل نفس الجزيء. وبهذه القدرة يمكن تكوين أو تكوين المركبات العضوية وغير العضوية. مثال على هذا الأداء بالذات هو بنية الحمض النووي، أي ركائز الحياة.
الخصائص الرئيسية لهذه الروابط
يستخدم مفهوم الروابط الهيدروجينية بشكل خاص في مجال الكيمياء. ويشير إلى نوع من الروابط الناتجة عن الألفة الناتجة بين ذرة هيدروجين وذرة سالبة الشحنة، والمعروفة باسم تفاعل ثنائي القطب ثنائي القطب. يتم سرد النقاط البارزة الأخرى على النحو التالي:
- من خلال القدرة على إنشاء اتصالات بين الجزيئات وداخل الجزيئات ، تسمى ذرة الهيدروجين، التي لها شحنة موجبة، الجهة المانحة، وتسمى ذرة الأكسجين أو الفلور أو النيتروجين متقبلة. الاثنان يشكلان الجسر.
- لها خصائص هندسية. عندما نفكر في الجسر، فإننا بالتأكيد نتخيل سطحًا مستوًا يربط بين نقطتين. وبنفس الطريقة، فإن لهذه الجسور مسافة يمكن أن تختلف، وتكتسب أشكالًا مختلفة.
- لديها الصفات النقابية . من خصائص الروابط الهيدروجينية أنها تسهل الارتباط بين الجزيئات. وهذا يساعد على إنشاء النظام في السوائل وتحديد البلورات في المواد الصلبة.
- خصائص الطاقة . لا يتطلب الأمر الكثير من الطاقة لكسر الروابط الهيدروجينية، لكنه يتطلب الكثير من الكتلة. ولذلك يمكننا القول أن الطاقة تعتمد على طبيعة الجزيئات وهويتها.
أمثلة على روابط الهيدروجين
على الرغم من أن الأمر قد لا يبدو كذلك، إلا أننا نعيش مع مركبات مختلفة تشكلها الروابط الهيدروجينية كل يوم. حتى الحياة ممكنة بفضلهم. فيما يلي بعض الأمثلة التي يمكن أن تساعد في فهم هذا النوع من الروابط:
- الماء : يمكن لكل جزيء ماء أن يشكل ما يصل إلى 4 روابط هيدروجينية، والتي تنجذب إلى جزيء الأكسجين، وبتحركها المستمر، تشكل عدة جزيئات. وهذا يسمح لهذا العنصر بأن يكون في حالة سائلة أو صلبة أو غازية وأن يكون مذيبًا عالميًا.
- الحمض النووي: في هذه الجزيئات، يمكن العثور على روابط هيدروجينية خارجيًا وداخليًا، مما يجعل الجزيء يكتسب بنية حلزونية مزدوجة يمكن تكرارها.
- المطاط الذكي : وهي مادة تستخدم الروابط الهيدروجينية كمصدر وحيد لها، حتى تتمكن من العودة إلى شكلها بعد تعرضها للثقب أو القوة الخارجية.
باختصار، الروابط الهيدروجينية هي روابط أو قوى تربط بين ذرات الهيدروجين وذرات السالبة الكهربية. فهي ضرورية لظهور مركبات جديدة، ويعد الحمض النووي (DNA) أحد الأمثلة الأكثر وضوحًا. بلا شك تحفة فنية.