Springen naar inhoud

Waterstofbruggen


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Wdeb

    Wdeb


  • >1k berichten
  • 1069 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 04 september 2011 - 12:39

Moderator: afgesplitst van dit onderwerp.

Aangezien ik dit allemaal niet kan rijmen met de andere info, wil ik hier graag over verder discussieren. Zou ik hiervoor een nieuw topic openen of gewoon hier verder gaan? Ik kies voor het laatste, een Mod mag anders beslissen.

De definitie van een H-brug is anders dan hier wordt voorgesteld. Want het is tussen een electronegatief deeltje enerzijds met een covalent gebonden H-atoom en een electronegatief deeltje anderzijds, die een vrij electronenpaar. Dit electronenpaar wordt in zijn geheel gedoneerd aan een soort extra binding tussen het H-atoom en dit deeltje.

Deze voor de definitie:
http://goldbook.iupac.org/H02899.html

Deze voor een verdere omschrijving.
http://goldbook.iupac.org/HT07050.html

(Tot mijn verbazing wordt hier ook de C-H-binding als mogelijke combinatie genoemd....).

Maar dus is een ester wel degelijk in staat een H-brug te vormen, volgens deze theorie.
Echter bestaan de H-bruggen in verschillende sterktes.

Ik ga uit van H-brug acceptoren (electronpaardonors) en H-brug donoren.


Een toelichting hierop waarvan ik vermoed dat hij juist is, maar dat nergens kan vinden.

Een watermolecuul kan vier H-bruggen vormen. Want tegenover iedere H-brug-donor staat een H-brug-acceptor in hetzelfde molecuul.
Een ammoniakmolecuul kan twee volwaardige H-bruggen vormen, want tegenover iedere H-donor moet een H-acceptor in hetzelfde molecuul. (of we kunnen 1 sterke H-brug voorstellen bij de H-brugacceptatie en 3 zwakkere bij de H-brugdonatie).

Men mee eens of erg niet????

Wdeb

Veranderd door Kravitz, 05 september 2011 - 17:06

Is liefde Chemie? ...In elk geval is Chemie wel bijna liefde.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Margriet

    Margriet


  • >1k berichten
  • 2145 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 04 september 2011 - 16:43

Deze voor de definitie:
http://goldbook.iupac.org/H02899.html

Deze voor een verdere omschrijving.
http://goldbook.iupac.org/HT07050.html

(Tot mijn verbazing wordt hier ook de C-H-binding als mogelijke combinatie genoemd....).

Ook tot mijn verbazing.

Misschien is dit het antwoord:
http://blogs.nature....drogen_bon.html
Kwestie van recente verandering van definitie.

Maar dus is een ester wel degelijk in staat een H-brug te vormen, volgens deze theorie.

Voor mij blijft dat ik niet weet waar dan toch die H-brug zit twee estermoleculen.
Volgens de oude definitie kan dat ook niet.
Maar volgens de nieuwe definitie zou het een heel zwakke binding kunnen zijn tussen een van de O's met een aan C gebonden H.
Wat was en is jouw voorstelling daarvan?

Veranderd door Margriet, 04 september 2011 - 16:45


#3

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 05 september 2011 - 02:31

Even wat orde in de chaos. Van oudsher wordt een waterstofbrug gezien als een interactie tussen een H-atoom uit een H-X groep en een elektronenrijke groep. Die X is daarbij inderdaad een sterk elekrtonegatief atoom, en daarom hoort het C-atoom er niet bij. De elektronegativiteit van C is immers vergelijkbaar met die van H, en binnen zo'n binding kan een H-atoom nauwelijks partieel positief geladen zijn en dus ook nauwelijks een binding aangaan met een negatief geladen groep.

Verder: een ester bevat partieel negatief geladen O-atomen en kan dus zeker waterstofbruggen aangaan. Echter, daartoe moet wel een watersrofbrug-donor aanwezig zijn. De meest gangbare donor is H2O, maar de meeste esters zijn niet polair genoeg om op te lossen in water, en in die gevallen zul je dus geen waterstofbruggen zien. In een meer apolaire omgeving is zo'n binding echter prima mogelijk.

Zoals ik in de eerste alinea al aangaf, dit is de definitie "van oudsher". Door de jaren heen zijn er echter talloze structuren gevonden, bijvoorbeeld in kristalstructuren van eenvoudige organische verbindingen, maar ook in de structuren van eiwitten in oplossing, waaruit blijkt dat er zwakke, maar belangrijke interacties zijn met bijvoorbeeld het H-atoom uit een -SH groep als donor. In dit soort studies bleek ook dat er in sommige gevallen een duidelijke aantrekking was tussen een H-atoom uit een C-H binding en een negatief geladen groep. Dit treedt echter enkel in zeer specifieke gevallen op. Niet iedere C-H binding komt dus in aanmerking. Wat in iedere geval belangrijk is, is dat het C-atoom in O'n binding meer elektronegatief is dan gebruikelijk. Zonder al te veel in detail te willen treden, de EN van een atoom is per molecuul verschillend, de gerapporteerde waardes zijn een soort van gemiddelde of uitgangswaarde. Ten opzichte van die waarde kunnen er dus verschillen ontstaan, bij C onder andere afhankelijk van de hybridisatie. Een sp2 gehybridiseerd C-atoom is elektronegatiever dan een sp3 gehybridiseerd C-atoom.

Er zijn dus gevallen waarbij een (hoe dan ook) zwakke aantrekking bestaat met een H-atoom dat gebonden zit aan een ander element dan N, O of F. Dat is reden geweest voor de IUPAC om de definitie wat uit te breiden.

Ook volgens die nieuwe definitie zal er echter geen waterstofbrug zijn tussen twee esters. De C-H bindingen in een ester lenen zich er niet voor (hoewel er natuurlijk zeker een of andere ester te maken zal zijn waar het weer wel kan, er zijn altijd uitzonderingen). Een waterstofbrug tussen een ester en een waterstofbrugdonor is zowel volgens de oude als volgens de nieuwe definitie mogelijk.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#4

Wdeb

    Wdeb


  • >1k berichten
  • 1069 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 05 september 2011 - 15:29

Inderdaad was het detail "tussen twee estermoleculen" in geen van de vraagstellingen aanwezig. Vandaar mijn stelling: "Esters kunnen wel H-bruggen ontvangen".

Ik kan mij goed voorstellen dat er esters bestaan met amino-zijgroepen, dus dat maakt ook intern wel H-brugen mogelijk.
Maar zeker bij de productie van een ester vanuit een alcohol en een carbonzuur is volgens mij, al dan niet tijdelijk, de H-brug wel "in gebruik."

Al met al lijkt mijn beeld dus juist te zijn. Maar...hoe zit het met mijn stelling over het ammoniakmolecuul. Is men het hier ook mee eens of is het hier goed gaten in schieten??

Leuke discussie,

Wdeb
Is liefde Chemie? ...In elk geval is Chemie wel bijna liefde.

#5

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 06 september 2011 - 02:08

Je stelling over ammoniak klopt. Vandaar ook dat ammoniak bij kamertemperatuur een gas is, en water een vloeistof.

Je stelling over de ester klopt niet. De temperaturen voor de vorming van een ester uit een carbonzuur en een alcohol zijn zodanig dat je de vorming van waterstofbruggen kan vergeten. Bovendien zijn ze voor de reactie niet zo relevant.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#6

wirish

    wirish


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 20 mei 2012 - 12:49

Hoeveel waterstofbruggen kan een O vormen en een N ?

#7

Typhoner

    Typhoner


  • >1k berichten
  • 2446 berichten
  • VIP

Geplaatst op 21 mei 2012 - 14:22

esters kunnen wel waterstofbruggen vormen hoor: waterstoffen die kunnen deelnemen kan je zoeken op het alfa-koolstofatoom. Er is hier immers wel polarisatie. De vraag rest natuurlijk of die interacties relevant zijn (als in: een meetbare invloed hebben op de energie van het systeem).
This is weird as hell. I approve.

#8

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 21 mei 2012 - 16:54

Dat er polarisatie is betekent nog niet dat de betreffende H-atomen ook waterstofbruggen vormen.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#9

Typhoner

    Typhoner


  • >1k berichten
  • 2446 berichten
  • VIP

Geplaatst op 21 mei 2012 - 19:03

Dat er polarisatie is betekent nog niet dat de betreffende H-atomen ook waterstofbruggen vormen.


ik kan er inderdaad geen aanwijzing van vinden.

Ik heb recent echter een hele reeks systemen bestudeerd, die allerlei vreemde intramoleculaire interacties bleken te vertonen (waterstofbruggen vertrekkende van PCH3 en zo). Deze waren wel ontiegelijk zwak, en konden dus ook worden uitgesloten als een bepalende factor van de moleculaire structuur. Vandaar dat ik er aan dacht.

Het lijkt er ook op dat zelfs methylesters dit niet doen (op de methoxy) hoewel methoxygroepen een bekend instrument zijn om waterstofbruggen te induceren. Dat zal wel liggen aan het feit dat dat zuurstofatoom in esters positief geladen is.

Veranderd door Typhoner, 21 mei 2012 - 19:06

This is weird as hell. I approve.

#10

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 22 mei 2012 - 06:34

ik kan er inderdaad geen aanwijzing van vinden.

Ik heb recent echter een hele reeks systemen bestudeerd, die allerlei vreemde intramoleculaire interacties bleken te vertonen (waterstofbruggen vertrekkende van PCH3 en zo). Deze waren wel ontiegelijk zwak, en konden dus ook worden uitgesloten als een bepalende factor van de moleculaire structuur. Vandaar dat ik er aan dacht.


Het is altijd een kip-of-ei-verhaal. Als een structuur zodanig is dat er waterstofbruggen gevormd kunnen worden, zullen de gevormde waterstofbruggen die structuur stabiliseren. Al is de bijdrage energetisch gezien klein, de kans is groot dat de structuur zonder die bijdrage (compleet) anders was.

Het lijkt er ook op dat zelfs methylesters dit niet doen (op de methoxy) hoewel methoxygroepen een bekend instrument zijn om waterstofbruggen te induceren. Dat zal wel liggen aan het feit dat dat zuurstofatoom in esters positief geladen is.


Hoewel de lading op dat O-atoom kleiner is dan in veel andere gevallen, is de netto lading toch echt negatief. Het is me niet duidelijk wat voor H-brug je in gedachten had; in eerste instantie sprak je over H-atomen op het alfa-C-atoom, daartoe moet een vier-ring worden gevormd met de O van de methoxygroep. Dat is "niet bijster gunstig". Een andere mogelijkheid is tussen de H-atomen van de methoxygroep en het O-atoom van de C=O binding. Dat vereist een vijfring, iets minder ongunstig maar nog steeds (te) krap om met een zwakke niet-covalente interactie bijeen te houden. Zou het om een zes-ring gaan, dan wordt het verhaal wat anders.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#11

Typhoner

    Typhoner


  • >1k berichten
  • 2446 berichten
  • VIP

Geplaatst op 22 mei 2012 - 09:22

Het is altijd een kip-of-ei-verhaal. Als een structuur zodanig is dat er waterstofbruggen gevormd kunnen worden, zullen de gevormde waterstofbruggen die structuur stabiliseren. Al is de bijdrage energetisch gezien klein, de kans is groot dat de structuur zonder die bijdrage (compleet) anders was.


In het geval waar ik het over had waren ze echt niet relevant. Het gaat hier om fosforanalogen van wat besproken wordt in [Tersago, K. et al. Chem. Eur. J. 2005, 11, 4544.] en dezelfde argumenten kunnen worden gebruikt als in dat artikel.


Het is me niet duidelijk wat voor H-brug je in gedachten had


ik dacht vooral aan intermoleculaire (maar met andere moleculen dan esters) bruggen, en niet intra. Maar het lijkt erop dat zoiets niet echt relevant is. Aan de andere kant zou men kunnen denken dat abstractie van een proton op de alfaplaats kan worden geïnitieerd door een brugvorming met de base.
This is weird as hell. I approve.

#12

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 22 mei 2012 - 18:23

Hoeveel waterstofbruggen kan een O vormen en een N ?

Zoveel als er ruimte is. In water vormt elk watermolecuul zo ongeveer 4 waterstofbruggen: hij doneert er twee met zijn waterstofatomen en accepteert er twee op de "lone pairs" van de zuurstof. Maar een waterstofatoom kan af en toe ook tussen twee acceptoren in wijzen en zo meer dan 1 brug vormen.

De ruimte wordt natuurlijk minder als er koolstofatomen aan de zuurstof vast zitten.

Een stikstofatoom kan op dezelfde manier ook "maximaal 4" waterstofbruggen vormen als het om NH3 of NH4+
gaat.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures