Δεσμός υδρογόνου σε Υδροφθόριο

Ο δεσμός Η είναι η σύνθεση του δεσμού υδρογόνου, ο οποίος είναι ένας τύπος ελκτικής διαμοριακής δύναμης. Αυτό το φαινόμενο συμβαίνει από την αλληλεπίδραση διπόλου προς δίπολο μεταξύ ατόμων υδρογόνου και άκρως ηλεκτραρνητικά άτομα. Ο δεσμός υδρογόνου είναι γενικά ασθενέστερος από τον ομοιοπολικό ή ιοντικό δεσμό. Ωστόσο, είναι ισχυρότερο από τις δυνάμεις του Van der Waals.

Οι ειδικοί ταξινόμησαν τους δεσμούς υδρογόνου ως έναν τύπο αδύναμου χημικού δεσμού. Δεδομένου ότι ο δεσμός υδρογόνου είναι σχετικά ισχυρότερος, οδηγεί σε μικρότερο αριθμό εταίρων αλληλεπίδρασης. Για παράδειγμα, στην περίπτωση μορίων νερού που αντιπροσωπεύονται χημικά ως H2O, το υδρογόνο συνδέεται ομοιοπολικά με το ηλεκτραρνητικό άτομο οξυγόνου.

 Τι είναι ο δεσμός υδρογόνου;

Με την απλούστερη ατομική δομή, το H2, το υδρογόνο είναι το πιο άφθονο στοιχείο στο σύμπαν και το τρίτο πιο άφθονο στοιχείο στη Γη. Ο δεσμός υδρογόνου είναι ο σχηματισμός δεσμών υδρογόνου που αποτελούν ειδική κατηγορία ελκτικής διαμοριακής δύναμης. Ο δεσμός υδρογόνου ταξινομείται περαιτέρω σε «Διαμοριακούς» και «Ενδομοριακούς» δεσμούς υδρογόνου.

• Όταν συμβαίνει δεσμός υδρογόνου μεταξύ μορίων που έχουν είτε τις ίδιες είτε άλλες ενώσεις, ονομάζεται Διαμοριακός δεσμός υδρογόνου. Τα πιο συνηθισμένα παραδείγματα είναι οι δεσμοί υδρογόνου σε αλκοόλη, νερό και αμμωνία.
• Όταν συμβαίνει δεσμός υδρογόνου μέσα στο μόριο, ονομάζεται Ενδομοριακός δεσμός υδρογόνου. Εμφανίζεται κυρίως σε ενώσεις με δύο ομάδες (ένα από τα άτομα υδρογόνου και το εξαιρετικά ηλεκτραρνητικό άτομο).

Η έννοια του δεσμού υδροφθορίου

Το υδροφθόριο είναι ένα άχρωμο, διαβρωτικό υγρό ή αέριο που σχηματίζεται από άτομα φθορίου και υδρογόνου. Κάθε φορά που το υδροφθόριο διαλύεται σε τρεχούμενο νερό, αναφέρεται ως υδροφθορικό οξύ. Είναι μια πρώτη ύλη που χρησιμοποιείται ευρέως για την κατασκευή προϊόντων όπως βενζίνη, αλουμίνιο και ψυκτικά μέσα.

Το υδροφθορικό οξύ είναι ένα από τα πιο κοινά οξέα που χρησιμοποιούνται σχεδόν σε όλες τις βιομηχανίες. Αυτό το οξύ είναι τόσο ισχυρό που μπορεί εύκολα να διαλύσει πολλές ενώσεις και ουσίες όπως οξείδια. Η οξύτητα του υδροφθορικού οξέος εξαρτάται κυρίως από τις αλληλεπιδράσεις δεσμών υδρογόνου των ιόντων φθορίου. Στην αέρια κατάσταση, το υδροφθορικό οξύ είναι πολύ δηλητηριώδες.

Δεσμός υδρογόνου σε υδροφθόριο 

Το φθόριο σχηματίζει τον ισχυρότερο δεσμό υδρογόνου με την υψηλότερη ηλεκτραρνητικότητα.

Χημικός τύπος υδροφθορίου 

Το HF είναι ο χημικός τύπος του υδροφθορίου. Αυτό το οξύ έχει το διατομικό μόριο μαζί με ισχυρούς διαμοριακούς δεσμούς υδρογόνου.

Τύπος:HF

Μοριακή μάζα:20,006 g·mol−¹

Πυκνότητα:1,15 g/mL

Σημείο Τήξεως:−83,6°C

Σημείο βρασμού:19,5°C

Χρήσεις υδροφθορίου 

Υπάρχουν πολλά οφέλη και χρήσεις του υδροφθορίου. Ορισμένα από αυτά παρατίθενται ως εξής:

• Βιομηχανικές χρήσεις 

Το υδροφθόριο είναι ζωτικής σημασίας για την παραγωγή ζιζανιοκτόνων, ψυκτικών, προϊόντων κουζίνας, φαρμακευτικών προϊόντων, βενζίνης, πλαστικών, ηλεκτρικών εξαρτημάτων, αλουμινίου και λαμπτήρων πυρακτώσεως. Η ένωση χρησιμοποιείται κυρίως για σμάλτο, χάραξη γυαλιού, καθαρισμό κρυστάλλων, ορείχαλκο και αφαίρεση σκουριάς σε βιομηχανικούς και εργαστηριακούς χώρους.

• Εμπορικές χρήσεις 

Δεδομένου ότι το υδροφθόριο έχει εξαιρετικά διαβρωτικές ιδιότητες, το αραιωμένο υδροφθορικό οξύ χρησιμοποιείται εμπορικά σε καθαριστικά αυτοκινήτων, καθαριστικά λεκέδων, αφαίρεση κηλίδων νερού και σκουριές.

Γιατί η ένωση δεσμού υδρογόνου έχει υψηλά σημεία τήξης και βρασμού;

Οι ενώσεις που συνδέονται με υδρογόνο έχουν γενικά υψηλό σημείο βρασμού και τήξης. Αυτές οι υψηλές θερμοκρασίες των ενώσεων με δεσμούς υδρογόνου ευθύνονται για την υψηλή ενεργειακή απαίτηση για τη διάσπαση αυτών των δεσμών.

• Όταν βρίσκεται σε θερμοκρασία δωματίου, το H2O είναι υγρό. Ωστόσο, τα H2S, H2Se και H2Te βρίσκονται σε αέρια κατάσταση. Δεδομένου ότι ο δεσμός υδρογόνου δημιουργεί συνδέσμους στα μόρια του νερού, οδηγεί σε υψηλότερα σημεία βρασμού και τήξης από άλλες χημικές ουσίες.
• Δεδομένου ότι υπάρχει δεσμός υδρογόνου στο NH3 και δεν υπάρχει δεσμός υδρογόνου στο PH3, η αμμωνία έχει υψηλό σημείο βρασμού.
• Καθώς η αιθανόλη έχει δεσμούς υδρογόνου, το σημείο βρασμού της είναι υψηλότερο από τον διαιθυλαιθέρα.

Συμπέρασμα

Ο δεσμός υδρογόνου με το υδροφθόριο σχηματίζει έναν ισχυρό δεσμό υδρογόνου με την υψηλότερη ηλεκτραρνητικότητα. Είναι ένα από τα πιο μελετημένα παραδείγματα δεσμών υδρογόνου.

Η διαδικασία σχηματισμού δεσμών υδρογόνου είναι η ειδική κατηγορία μιας ελκυστικής διαμοριακής δύναμης. Προκύπτει λόγω της αλληλεπίδρασης διπόλου-διπόλου μεταξύ του ατόμου υδρογόνου και ενός εξαιρετικά ηλεκτραρνητικού ατόμου. Εμφανίζεται κυρίως μεταξύ ενός ηλεκτραρνητικού ατόμου και ενός ατόμου υδρογόνου.