นักศึกษาวิชาเคมีทั่วโลกต่างคุ้นเคยกับพันธะโควาเลนต์บาคาร่าออนไลน์และพันธะไฮโดรเจน ขณะนี้มีการศึกษาได้เปิดเผยความผูกพันที่หลากหลายซึ่งทำหน้าที่เหมือนลูกผสมของทั้งสอง คุณสมบัติของมันทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับวิธีการกำหนดพันธะเคมี นักเคมีรายงานในวารสาร Science 8 มกราคมพันธะไฮโดรเจนมักถูกมองว่าเป็นแรงดึงดูดทางไฟฟ้าที่อ่อนแอมากกว่าพันธะเคมีที่แท้จริง ในทางกลับกัน พันธะโควาเลนต์เป็นพันธะเคมีที่แข็งแกร่งซึ่งยึดอะตอมไว้ภายในโมเลกุลและเป็นผลมาจากการที่อิเล็กตรอนถูกใช้ร่วมกันระหว่างอะตอม ตอนนี้ นักวิจัยรายงานว่า พันธะไฮโดรเจนที่มีความเข้มข้นมากผิดปกติอันที่จริงแล้วเป็น
ไฮบริด เนื่องจากเกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนร่วมกัน ทำให้ความแตกต่างระหว่างพันธะไฮโดรเจนและพันธะโควาเลนต์ไม่ชัดเจน
Andrei Tokmakoff นักเคมีจากมหาวิทยาลัยชิคาโกกล่าวว่า “ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับพันธะเคมีในแบบที่เราสอนนั้นเป็นสีขาวดำ การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นว่า “มีความต่อเนื่องจริงๆ”
Tokmakoff และเพื่อนร่วมงานได้ระบุลักษณะพันธะไฮบริดโดยการสังเกตกลุ่มของอะตอมที่เรียกว่าไบฟลูออไรด์ไอออน ซึ่งประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนเดี่ยวที่ประกบระหว่างอะตอมฟลูออรีนคู่หนึ่งในน้ำ ตามภูมิปัญญาดั้งเดิม อะตอมของไฮโดรเจนถูกผูกมัดกับฟลูออรีนหนึ่งตัวด้วยพันธะโควาเลนต์ และกับฟลูออรีนอีกตัวหนึ่งโดยพันธะไฮโดรเจน
นักวิจัยใช้แสงอินฟราเรดเพื่อทำให้ไอออนของไบฟลูออไรด์
สั่นและวัดการตอบสนองของอะตอมไฮโดรเจน เผยให้เห็นระดับพลังงานที่อะตอมของไฮโดรเจนสั่นสะเทือน สำหรับพันธะไฮโดรเจนทั่วไป ระยะห่างระหว่างระดับพลังงานเหล่านั้นจะลดลงเมื่ออะตอมปีนขึ้นไปบนบันไดพลังงาน แต่นักวิจัยพบว่าระยะห่างเพิ่มขึ้น ลักษณะการทำงานนี้บ่งชี้ว่าอะตอมของไฮโดรเจนถูกใช้ร่วมกันระหว่างสองอะตอมของฟลูออรีนอย่างเท่าเทียมกัน แทนที่จะถูกผูกมัดอย่างใกล้ชิดกับอะตอมฟลูออรีนหนึ่งอะตอมด้วยพันธะโควาเลนต์และผูกมัดอย่างหลวม ๆ โดยพันธะไฮโดรเจนทั่วไปกับอีกอะตอมหนึ่ง ในการจัดเรียงนั้น “ความแตกต่างระหว่างพันธะโควาเลนต์และ [ไฮโดรเจน] ถูกลบออกและไม่มีความหมายอีกต่อไป” Bogdan Dereka ผู้เขียนร่วมการศึกษากล่าว นักเคมีจากมหาวิทยาลัยชิคาโกเช่นกัน
การคำนวณด้วยคอมพิวเตอร์แสดงให้เห็นว่าพฤติกรรมนี้ขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างอะตอมฟลูออรีนทั้งสอง เมื่ออะตอมของฟลูออรีนเคลื่อนตัวเข้าใกล้กันมากขึ้น บีบไฮโดรเจนระหว่างพวกมัน พันธะไฮโดรเจนปกติจะแข็งแกร่งขึ้น จนกระทั่งทั้งสามอะตอมเริ่มใช้อิเล็กตรอนร่วมกันเหมือนในพันธะโควาเลนต์ ก่อตัวเป็นลิงก์เดียวที่นักวิจัยเรียกว่าพันธะเคมีที่มีไฮโดรเจนเป็นสื่อกลาง . สำหรับอะตอมของฟลูออรีนที่อยู่ห่างกันมากขึ้น ยังคงใช้คำอธิบายทั่วไปที่มีพันธะโควาเลนต์และพันธะไฮโดรเจนที่แตกต่างกัน
นักวิจัยสรุปว่าพันธะเคมีที่มีไฮโดรเจนเป็นสื่อกลางไม่สามารถอธิบายได้ว่าเป็นพันธะไฮโดรเจนบริสุทธิ์หรือพันธะโควาเลนต์บริสุทธิ์ “มันเป็นลูกผสมของทั้งสองจริงๆ” นักเคมี Mischa Bonn จากสถาบัน Max Planck เพื่อการวิจัยโพลีเมอร์ในเมือง Mainz ประเทศเยอรมนีซึ่งเป็นผู้เขียนร่วม ด้านการศึกษา ชิ้นนี้ได้รับการตีพิมพ์ในScience กล่าว
พันธะไฮโดรเจนเกิดขึ้นในสารหลายชนิด ซึ่งมีชื่อเสียงมากที่สุดในน้ำ
หากไม่มีพันธะไฮโดรเจน น้ำที่อุณหภูมิห้องจะเป็นก๊าซแทนที่จะเป็นของเหลว แม้ว่าพันธะไฮโดรเจนส่วนใหญ่ในน้ำจะอ่อน แต่พันธะไฮโดรเจนที่แรงคล้ายกับที่พบในไบฟลูออไรด์ไอออนสามารถก่อตัวในน้ำที่มีไฮโดรเจนไอออนมากเกินไป โมเลกุลของน้ำสองโมเลกุลสามารถประกบไฮโดรเจนไอออน ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า Zundel ion ซึ่งไฮโดรเจนไอออนจะถูกแบ่งเท่าๆ กันระหว่างโมเลกุลของน้ำทั้งสอง ผลลัพธ์ใหม่สะท้อนถึงพฤติกรรมของ Zundel ion นักเคมี Erik Nibbering จาก Max Born Institute for Nonlinear Optics และ Short Pulse Spectroscopy ในกรุงเบอร์ลิน ผู้ร่วมเขียนบทความ เรื่อง Science on the Zundel ion ในปี 2017 กล่าว “เข้ากันได้ดีทุกอย่าง”
คิดว่าพันธะไฮโดรเจนที่แข็งแกร่งมีบทบาทในการขนส่งไฮโดรเจนไอออน ซึ่งเป็นกระบวนการที่สำคัญสำหรับกลไกทางชีววิทยาที่หลากหลาย รวมถึงเซลล์ที่ให้พลังงานและเทคโนโลยี เช่น เซลล์เชื้อเพลิง ดังนั้นการทำความเข้าใจพันธะเหล่านี้ให้ดีขึ้นสามารถให้ความกระจ่างถึงผลกระทบที่หลากหลาย
และการสังเกตใหม่นี้มีความหมายว่านักวิทยาศาสตร์เข้าใจหลักการพื้นฐานของเคมีอย่างไร “มันสัมผัสกับความเข้าใจพื้นฐานของเราว่าพันธะเคมีคืออะไร” บอนน์กล่าว
ความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับพันธะเคมีทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับคุณสมบัติที่เป็นโมเลกุล อะตอมที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์ถือเป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลเดี่ยว ในขณะที่อะตอมที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจนสามารถแยกเป็นเอนทิตีได้ ดังนั้นพันธะในบริเวณขอบรกระหว่างทั้งสองจึงทำให้เกิดคำถามว่า “เมื่อไหร่ที่คุณจะเปลี่ยนจากสองโมเลกุลเป็นหนึ่งโมเลกุล” Tokmakoff พูดว่าบาคาร่าออนไลน์
