Wat is het verschil tussen dipoolkrachten en waterstofbruggen?

Antwoord

Dag Enya,

Een dipolair molecuul is een molecuul waarbij elektronen zich overwegend aan een kant van het molecuul bevinden*, deze kant is daardoor relatief negatief geladen en de andere kant (vanwaar de elektronen zijn weggetrokken) positief. Hierdoor kun je een dipolair molecuul zien als een soort magneet. Schuif je twee magneten langzaam naar elkaar, dan gaan deze zich als ze bij elkaar in de buurt komen, zo draaien en bewegen, dat de positieve kant van de ene magneet, zich richt naar de negatieve kant van de andere magneet. De magneten trekken elkaar zo aan, zoals ook dipolaire moleculen elkaar aantrekken. Een oplossing van dipolaire moleculen is in feite te bezien als een verzameling magneten.

Een waterstofbrug heeft overeenkomsten, maar er zijn ook verschillen. Een waterstofbrug ontstaat dikwijls vanuit een hydroxide groep (-O-H),** waarin het zuurstofatoom (O) elektronegatief is en daardoor elektronen wegtrekt van het waterstofatoom (H). Hierdoor ontstaat inderdaad ook een dipool-moment, waarbij de zuurstof relatief negatief geladen is, en de waterstof positief. In water resulteert dat in het feit dat de zuurstof van het ene watermolecuul de waterstof van een andere waterstofmolecuul aantrekt, zoals ook bij de dipolen het geval was. Het waterstofatoom verplaatst zich daarbij ook effectief dichter naar de zuurstof van het andere molecuul, en pikt een beetje van de (negatieve) elektronen mee van het andere molecuul om zijn eigen positieve lading te compenseren. In chemische structuurformules worden deze bruggen dan ook dikwijls weergegeven door een gestipte lijn (bijvoorbeeld voor water: H-O-H-----OH₂) om deze ladingsoverdracht weer te geven.

Een waterstofbrug is dus niet zomaar een aantrekking tussen twee 'magneten'. Juist doordat de elektronen van het ene molecuul zich ook een beetje gaan bevinden in het andere molecuul, en je de moleculen niet meer zomaar kan scheiden, behoren deze waterstofbruggen tot de sterke aantrekkingskrachten tussen verschillende moleculen.

*dit kan komen door elektronegatieve atomen aan deze kant van het molecuul (of elektropositieve aan het andere; elektronegatief(/positief) betekent dat het erg graag meer elektronen rond zich verzamelt(/of juist niet)), of een deel van het molecuul dat structureel stabieler is als er meer elektronen aanwezig zijn, ...

**maar dit kan in plaats van het zuurstofatoom ook bijvoorbeeld fluor, stikstof, of eender welke andere elektronegatieve atoom zijn met een gebonden waterstofatoom