수소 결합
수소 결합, 물 분자 사이에 작용하는 인력으로 비슷한 분자량을 가지는 분자 사이 인력보다 매우 강한 힘.
수소 결합은 전기 음성도가 큰 F (플루오린), O(산소), N(질소) 원자에 수소 원자가 직접 결합된 분자에서 F, O, N 원자와 이웃한 분자의 수소 원자 사이에서 수소 결합이 이루어진다. 정의를 제대로 이해하려면 구조식을 직접 그려 확인하는 것이 좋다. 수소 결합은 특히 원자 사이에 형성되는 화학 결합을 의미하는 것이 아니라 분자 사이에 작용하는 힘을 의미합니다. 수소 결합은 원자 사이에 형성되는 공유 결합보다 약하지만, 다른 분자 간의 힘인 분산력이나 쌍극자-쌍극자 힘보다 강한 힘이다.
학생들이 자주 틀리는 문제를 예로 들어보자.
문제) 아래 보기에서 수소 결합을 형성할 수 있는 물질로 옳은 것은?
① 물(H₂O)
② 암모니아(NH3)
③ 메테인(CH4)
④ 아세트산(CH3COOH)
⑤ 메탄올(CH3OH)
⑥ 다이메틸 에테르(CH3OCH3)
⑦ 아세트 알데하이드(CH3CHO)
정답 : 1, 2, 4, 5
이유는? O,H가 있어도 직접 결합되어 있지 않고, C와 각각 결합되어 수소 결합을 하지 않는다.
수소 결합을 하는 물질의 특성
수소 결합 물질은 분자량이 비슷한 다른 물질에 비해 끓는점과 녹는점이 높다. 수소 결합 물질은 이합체 ( 두 분자가 하나의 분자처럼 행동하는 물질) 나 다합체를 형성한다. DNA 염기쌍은 수소 결합에 의해 형성되는데 염기의 상보적 결합인 타이민(T)과 아데닌(A)이 짝을 이룰 때 두 개의 수소 결합이 형성되고 사이토신(C)과 구아닌(G)이 짝을 이룰 때는 3개의 수소 결합이 형성된다. 이로 인해 구조적으로 안정해지고 이중나선이 일정한 간격을 유지할 수 있다.
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