.webp){kind=small}
// навигация Содержание статьи ↓
- Коротко о главном
- Что такое водородная связь
- Как образуется водородная связь
- Межмолекулярная и внутримолекулярная водородная связь
- Какие вещества образуют водородные связи
- Вода
- Спирты
- Карбоновые кислоты
- Амины
- Как определить водородную связь в заданиях ЕГЭ по химии
- Шаг 1. Смотрим, есть ли в молекуле O–H, N–H или F–H
- Шаг 2. Не путаем наличие кислорода или азота с наличием водородной связи
- Шаг 3. Особенно внимательно смотрим на амины
- Шаг 4. Вспоминаем типичные классы веществ
- Между какими молекулами образуется водородная связь
- Как водородная связь влияет на свойства веществ
- Почему ученики ошибаются в теме «водородная связь»
- Разбор заданий №4 из ЕГЭ по химии на водородную связь
- Задание 1
- Задание 2
- Задание 3
- Видеоурок по теме
- Что нужно запомнить для ЕГЭ
- FAQ
- Небольшой вывод
Коротко о главном
TL;DR. Водородная связь — это слабое взаимодействие между частицами или внутри одной частицы, которое возникает, когда водород связан с очень электроотрицательным атомом: кислородом, азотом или фтором. Для ЕГЭ правило простое: если в молекуле есть фрагмент O–H, N–H или F–H, она способна образовывать такое взаимодействие. Чаще всего это нужно в 4 задании, а еще важно помнить, что подобные притяжения повышают температуры кипения и плавления веществ.
Тема на самом деле несложная, если один раз понять логику. Ошибки здесь обычно не из-за того, что тема трудная, а из-за того, что ученик пытается запомнить куски без понимания. Поэтому давайте не зубрить, а разберем по-человечески.
Что такое водородная связь
Водородная связь — это слабая связь между высокоэлектроотрицательным атомом и водородом, причем водород уже связан с другим высокоэлектроотрицательным атомом.
Звучит сначала немного тяжело, но на примере все становится намного понятнее.
Берем воду. В молекуле воды есть кислород и водороды. Связи O–H в самой молекуле — это ковалентные полярные связи. Кислород более электроотрицателен, чем водород, поэтому электронная плотность смещается к кислороду. Из-за этого на кислороде возникает частичный отрицательный заряд, а на водороде — частичный положительный.
Дальше встречаются две молекулы воды. У одной есть кислород с избытком электронной плотности, у другой — положительно поляризованный водород. Они притягиваются друг к другу, и между частицами возникает это характерное притяжение.
То есть если совсем коротко, такое взаимодействие появляется там, где есть:
- сильно полярная связь с водородом;
- атом с высокой электроотрицательностью;
- возможность для притяжения между частично положительным водородом и соседним электроотрицательным атомом.
Именно поэтому речь идёт не о той же ковалентной связи внутри молекулы, а о дополнительном взаимодействии между частицами.
Самый важный ориентир для ЕГЭ: ищите не просто кислород, азот или фтор, а именно фрагменты O–H, N–H и F–H.
Как образуется водородная связь
Теперь давайте еще раз соберем логику без лишней путаницы.
Для образования такого притяжения нужен водород, который уже связан с одним из очень электроотрицательных элементов. Для школьной химии и для ЕГЭ это прежде всего:
- кислород;
- азот;
- фтор.
Все три — лидеры по электроотрицательности среди неметаллов. Если хотите понять, откуда берётся эта закономерность, загляните в статью про степень окисления — там же разбирается задание №3.
Именно поэтому, когда мы разбираем механизм, мы всегда смотрим, есть ли в молекуле фрагменты:
- O–H
- N–H
- F–H
Если они есть, образование H-мостиков обычно возможно.
Например, в воде есть фрагмент O–H — H-мостики возможны. Аналогично для фтороводорода (F–H) и аммиака (N–H).
А вот если перед вами молекула без водорода при кислороде, азоте или фторе, то тут надо быть внимательнее.
Межмолекулярная и внутримолекулярная водородная связь
Чаще всего, когда говорят об этом явлении в школьной химии, имеется в виду межмолекулярный вариант — притяжение между разными частицами.
Именно такой случай мы видим у воды: одна частица притягивается к другой.
Но бывает и внутримолекулярный тип. Здесь взаимодействие возникает внутри одной частицы. Об этом важно помнить, потому что многие ученики автоматически считают, что такое притяжение всегда только межмолекулярное.
Например, внутримолекулярный тип встречается в более сложных органических молекулах, где в одной и той же структуре есть подходящие группы, которые могут притянуться друг к другу. В более широком смысле подобное притяжение участвует в стабилизации пространственных структур биомолекул.
Итого два варианта:
- межмолекулярный — между разными частицами;
- внутримолекулярный — внутри одной частицы.
Для ЕГЭ чаще всего проверяют именно межмолекулярный вариант у обычных веществ: воды, спиртов, кислот, аминов.
Для заданий ЕГЭ чаще всего важен именно межмолекулярный тип: у воды, спиртов, кислот и аминов.
Какие вещества образуют водородные связи
Теперь самое важное для 4 задания ЕГЭ: какие вещества вообще способны к такому взаимодействию. Если классы соединений пока путаются — сначала повторите классификацию неорганических веществ: после этого разбираться с конкретными веществами намного проще. А если в задании нужно связать строение вещества с температурами плавления и кипения, отдельно разберите кристаллические решетки. Для системного изучения всех классов — курс по неорганике.
Вода
С водой все понятно: есть фрагмент O–H, значит, образование H-мостиков возможно.
Спирты
У спиртов есть гидроксильная группа –OH. Раз есть фрагмент O–H, значит, межмолекулярное притяжение возможно.
Именно поэтому спирты — классическая тема как для теории, так и для заданий ЕГЭ.
Карбоновые кислоты
У карбоновых кислот есть группа –COOH. В ней тоже есть фрагмент O–H, поэтому карбоновые кислоты также входят в эту группу.
Амины
С аминами чуть интереснее. Если у нас первичный или вторичный амин, то у азота есть водород — значит, есть фрагмент N–H, и взаимодействие возможно.
А вот третичные амины здесь часто становятся ловушкой. У третичного амина у азота уже нет водорода. А если нет фрагмента N–H, то и притяжение этого типа не возникает.
Вот здесь очень много ошибок в 4 задании. Видят слово «амин» и автоматически ставят, что водородная связь есть. Нет. Надо смотреть не на название класса вслепую, а на строение.
Как определить водородную связь в заданиях ЕГЭ по химии
Если нужно быстро понять, какие молекулы активны в этом отношении, действуем так.
Шаг 1. Смотрим, есть ли в молекуле O–H, N–H или F–H
Это первое, что вы должны проверить. Если такой фрагмент есть, то образование возможно.
Шаг 2. Не путаем наличие кислорода или азота с наличием водородной связи
Сам по себе кислород в молекуле еще не гарантирует этого взаимодействия. Важно, чтобы был именно водород при кислороде, азоте или фторе.
Например, у спирта есть O–H, поэтому H-мостики возможны. А у простого эфира кислород есть, но фрагмента O–H нет — ситуация иная.
Шаг 3. Особенно внимательно смотрим на амины
Первичные и вторичные амины образуют H-мостики, потому что у них есть N–H. Третичные — нет, потому что у азота водорода уже нет.
Шаг 4. Вспоминаем типичные классы веществ
Если в задании вам дают воду, спирты, карбоновые кислоты, аммиак, первичные и вторичные амины, это кандидаты.
Если дают алканы, алкены, многие альдегиды, кетоны, третичные амины и подобные вещества без O–H, N–H или F–H, то здесь надо быть осторожным: притяжение этого типа чаще всего не возникает.
Оставьте имя и Telegram, и я помогу разобраться с химией
Если хотите спокойно пройти сложные темы по ЕГЭ и не теряться в заданиях, оставьте контакт для связи.
Между какими молекулами образуется водородная связь
Если говорить совсем по-простому, такое притяжение возникает там, где есть:
- частично положительный водород;
- соседний электроотрицательный атом с неподеленной электронной парой.
На практике для ЕГЭ это означает: вода, спирты, карбоновые кислоты, фтороводород, аммиак, а также некоторые амины.
Вопрос «между какими частицами возможно это притяжение» в школьной задаче почти всегда сводится к одному: есть ли в молекуле O–H, N–H или F–H.
Практический фильтр: если видите O–H, N–H или F–H, то вещество стоит рассмотреть в первую очередь.
Как водородная связь влияет на свойства веществ
Вот здесь тема становится уже совсем живой. Она влияет на свойства веществ напрямую.
Самый понятный пример — вода и сероводород. По строению эти вещества в чем-то похожи: и там, и там есть два водорода и один атом другого элемента. Но вода кипит при 100 °C, а сероводород — примерно при –60 °C.
Почему такая огромная разница? Потому что между частицами воды есть водородные связи, а у сероводорода их нет.
А это значит, что при нагревании у воды надо разрывать не только обычные межмолекулярные взаимодействия, но и эти дополнительные мостики. На это требуется больше энергии. Поэтому температуры кипения и плавления у веществ с таким притяжением обычно выше.
Для ЕГЭ это надо помнить не как абстракцию, а через конкретный вывод:
- они повышают температуру кипения;
- они повышают температуру плавления;
- они делают межмолекулярное притяжение сильнее.
Именно поэтому вода — такой особенный растворитель. Это играет роль при разборе гидролиза солей, а если нужны задания с двумя солями и взаимным усилением — переходите к совместному гидролизу.
Почему ученики ошибаются в теме «водородная связь»
На практике я вижу несколько типичных ошибок.
Первая ошибка — смотреть только на наличие кислорода или азота. Этого недостаточно. Важно, чтобы был именно водород при O, N или F.
Вторая ошибка — забывать про третичные амины. Амины вообще ученики часто отмечают автоматически как вещества с таким взаимодействием, а потом теряют балл.
Третья ошибка — путать водородную связь с ковалентной полярной связью внутри молекулы. Например, фрагмент O–H внутри воды — это ковалентная полярная связь. А водородная связь — это уже взаимодействие между частицами воды.
Четвертая ошибка — пытаться зазубрить список веществ, а не понимать принцип. Если понимаешь механизм, половина подобных заданий решается буквально за несколько секунд.
Разбор заданий №4 из ЕГЭ по химии на водородную связь
Задание 1
Из предложенного перечня выберите два вещества, между молекулами которых образуются водородные связи:
- NH₄NO₃
- HF
- NH₃
- HI
- H₂S
- NH₄NO₃ не подходит: в таких заданиях выбирают молекулярные вещества; нитрат аммония к ним не относят.
- HF подходит: есть фрагмент F–H.
- NH₃ подходит: есть фрагмент N–H.
- HI не подходит: H–I не рассматривается в школьном правиле ЕГЭ.
- H₂S не подходит: H–S тоже не даёт нужного эффекта.
Ответ: 2 и 3.
Задание 2
Из предложенного перечня выберите два вещества, между молекулами которых образуется водородная связь:
- метанол
- муравьиная кислота
- водород
- метан
- сероводород
- Метанол подходит: есть группа –OH, то есть нужный фрагмент.
- Муравьиная кислота подходит: в группе –COOH есть фрагмент O–H.
- Водород не подходит: в молекуле H₂ нет электроотрицательного атома O, N или F.
- Метан не подходит: водород связан только с углеродом.
- Сероводород не подходит: H–S не создаёт такого притяжения в задании №4.
Ответ: 1 и 2.
Задание 3
Из предложенного перечня выберите два вещества, между молекулами которых образуются водородные связи:
- водород
- ацетальдегид
- пропанол-1
- метаналь
- пропанол-2
- Водород не подходит: молекула H₂ не содержит нужного фрагмента.
- Ацетальдегид не подходит: кислород есть, но фрагмента O–H нет.
- Пропанол-1 подходит: это спирт, в нём есть фрагмент O–H.
- Метаналь не подходит: кислород есть, но фрагмента O–H нет.
- Пропанол-2 подходит: тоже спирт с фрагментом O–H.
Ответ: 3 и 5.
Видеоурок по теме
Что нужно запомнить для ЕГЭ
Если совсем коротко, то вот главные выводы.
Водородная связь — это слабое взаимодействие между частицами или внутри одной частицы.
- Для школьной химии и ЕГЭ главное правило: ищем O–H, N–H и F–H.
Вода, спирты, карбоновые кислоты, аммиак, первичные и вторичные амины — образуют.
- Третичные амины — нет.
- Они повышают температуры кипения и плавления.
- В 4 задании ЕГЭ это одна из самых частых ловушек.
Задайте вопрос по химии в мессенджерах
Если хотите уточнить тему, формат подготовки или подобрать курс, напишите удобным способом.
FAQ
Что такое водородная связь простыми словами?
Это притяжение между частицами, когда положительно поляризованный водород одной молекулы тянется к электроотрицательному атому другой. Чаще всего речь идет про кислород, азот и фтор.
Между какими атомами образуется водородная связь?
Если говорить по-школьному, это взаимодействие при участии водорода, уже связанного с O, N или F, и соседнего электроотрицательного атома другой или той же молекулы.
Между какими молекулами образуется водородная связь?
Между частицами воды, спиртов, карбоновых кислот, фтороводорода, аммиака, а также некоторых аминов. Главное — чтобы в структуре был фрагмент O–H, N–H или F–H.
Какие вещества образуют водородные связи?
Чаще всего это вода, спирты, карбоновые кислоты, HF, NH₃, первичные и вторичные амины. Иными словами, вещества с водородом при кислороде, азоте или фторе.
В каких веществах образуется водородная связь?
В тех, где есть условия для сильной поляризации с участием водорода. Для ЕГЭ удобно проверять по фрагментам O–H, N–H и F–H.
Как определить водородную связь в молекуле?
Посмотрите, есть ли в строении фрагмент O–H, N–H или F–H. Если есть, вещество обычно способно к такому взаимодействию.
Почему третичные амины не образуют водородные связи?
Потому что у третичного амина нет фрагмента N–H. Азот есть, а водорода при нём нет, поэтому притяжение этого типа не возникает.
Как водородная связь влияет на физические свойства веществ?
Она усиливает притяжение между частицами. Поэтому такие вещества обычно имеют более высокие температуры кипения и плавления.
Почему у воды высокая температура кипения?
Потому что между частицами воды образуются водородные связи. Чтобы перевести воду в газ, нужно затратить дополнительную энергию на разрыв этих мостиков.
Где в ЕГЭ встречается водородная связь?
Чаще всего — в 4 задании, когда надо определить тип химической связи, межмолекулярное взаимодействие или выбрать вещества, между которыми образуются водородные связи.
Небольшой вывод
Эта тема кажется страшной ровно до того момента, пока вы не поймете один простой принцип. Не надо пытаться запоминать хаотичный список веществ. Нужно увидеть логику: если в молекуле есть O–H, N–H или F–H, значит, она способна образовывать водородные связи.
Если хотите разобрать всю общую химию системно, а не по отдельным темам — загляните в курс по общей химии.
