Часто водневу зв'язок розглядають як електростатичне взаємодія, посилене невеликим розміром водню, яке дозволяє близькість взаємодіючих диполів. Тоді про це говорять як про різновиди донорно-акцепторного зв'язку, невалентних взаємодії між атомом водню H. ковалентно пов'язаних з атомом A групи A-H молекули RA-H і електронегативний атомом B іншої молекули (або функціональної групи тієї ж молекули) BR '. Результатом таких взаємодій є комплекси RA-H ••• BR 'різного ступеня стабільності, в яких атом водню виступає в ролі «моста», що зв'язує фрагменти RA і BR'.
Особливостями водневого зв'язку, за якими її виділяють в окремий вид, є її не надто висока міцність [2]. її поширеність і важливість, особливо в органічних сполуках [3]. а також деякі побічні ефекти, пов'язані з малими розмірами і відсутністю додаткових електронів у водню.
В даний час в рамках теорії молекулярних орбіталей воднева зв'язок розглядається як окремий випадок ковалентного з делокализацией електронної щільності по ланцюгу атомів і освітою трёхцентрових четирёхелектронних зв'язків (наприклад, -H ••• [F-H ••• F] -).
Водородсодержащие групи атомів (де атом водню сполучений з атомом фтору, кисню або азоту, рідше: хлору, сірки або інших неметалів) часто утворюють стійку хімічну зв'язок з електронегативними атомами, що входять до складу іншого або тієї ж самої молекули. Такий вид хімічного зв'язку отримав назву водневої зв'язку. Це окремий випадок Ван-дер-ваальсових сил.
Ковалентні зв'язки H-O, H-F, H-N є сильно полярними, за рахунок чого на атомі водню накопичується надлишковий позитивний заряд, а на протилежних полюсах - надлишковий негативний заряд. Між різнойменно зарядженими полюсами виникають сили електростатичного притягання - водневі зв'язку. Водневий вид хімічного зв'язку може бути як міжмолекулярним, так і внутрімолекулярних. Енергія водневого зв'язку приблизно в десять разів менше енергії звичайної ковалентного зв'язку, але тим не менше водневі зв'язки відіграють велику роль у багатьох фізико-хімічних і біологічних процесах. Зокрема, молекули ДНК являють собою подвійні спіралі, в яких два ланцюги нуклеотидів пов'язані між собою водневими зв'язками.
Однією з ознак цього виду хімічного зв'язку може служити відстань між атомом водню і іншим атомом, її створює. Воно повинно бути менше, ніж сума радіусів цих атомів. Найчастіше зустрічаються несиметричні водневі зв'язку, в яких відстань Н. В більше, ніж А-В. Однак в окремих випадках (фтороводород, деякі карбонові кислоти) воднева зв'язок є симетричною. Найбільш сильні водневі зв'язки утворюються за участю атомів фтору. У симетричному йоні [F-H-F] - енергія водневого зв'язку дорівнює 155 кДж / моль і порівнянна з енергією іншого виду зв'язку - ковалентним зв'язком. Енергія воднева зв'язку між молекулами води вже помітно менше (25 кДж / моль).
ВОДОРОДНАЯ ЗВ'ЯЗОК (Н-зв'язок) - особливий тип взаємодії між реакційно-здатними групами, при цьому одна з груп містить атом водню, схильний до такої взаємодії. Водневий зв'язок - глобальне явище, що охоплює всю хімію. На відміну від звичайних хімічних зв'язків, Н-зв'язок з'являється не в результаті цілеспрямованого синтезу, а виникає у відповідних умовах сама і проявляється у вигляді міжмолекулярних або внутрішньо молекулярних взаємодій.
Особливості водневого зв'язку.
Відмітна риса водневого зв'язку - порівняно низька міцність, її енергія в 5-10 разів нижче, ніж енергія хімічного зв'язку. За енергією вона займає проміжне положення між хімічними зв'язками і Ван-дер-ваальсовими взаємодіями, тими, що утримують молекули в твердій або рідкій фазі.
В освіті Н-зв'язку визначальну роль відіграє електронний торгівельний беруть участь в зв'язку атомів - здатність відтягувати на себе електрони хімічного зв'язку від атома - партнера, який бере участь в зв'язку з цим. В результаті на атомі А з підвищеною електронегативність виникає частковий негативний заряд d-. а на атомі-партнері - позитивний d +, хімічний зв'язок при цьому поляризується: А d- Н d +.
Виниклий частковий позитивний заряд на атомі водню дозволяє йому притягувати іншу молекулу, також містить електронегативний елемент, таким чином, основну частку в освіту Н-зв'язку вносять електростатичні взаємодії.
У формуванні Н-зв'язку беруть участь три атома, два електронегативний (А і Б) і знаходиться між ними атом водню Н, структура такого зв'язку може бути представлена наступним чином: Б ··· Н d + -А d- (водневий зв'язок зазвичай позначають точкової лінією). Атом А, хімічно пов'язаний з Н, називають донором протона (лат. Donare - дарувати, жертвувати), а Б - його акцептором (лат. Acceptor - приймальник). Найчастіше істинного «донорства» немає, і Н залишається хімічно зв'язаним з А.