형성 조건
전기음성도가 큰 원자에 결합한 수소는 부분 양전하를 크게 띠어요. 이 수소가 이웃 분자의 F, O, N이 가진 비공유 전자쌍과 끌어당기면 수소결합이 생겨요. IUPAC은 2011년 이를 보다 넓게 정의했어요.
세기
공유결합(수백 kJ/mol)보다는 훨씬 약하지만 반데르발스 힘보다는 강해, 대략 4~40 kJ/mol 수준이에요.
물의 특이한 성질
- 높은 끓는점: 분자량이 비슷한 H2S보다 끓는점이 훨씬 높아요.
- 얼음이 물에 뜸: 얼음은 수소결합으로 빈 공간이 많은 육각 구조를 이뤄 물보다 밀도가 작아요.
- 큰 비열과 표면장력도 수소결합 때문이에요.
생명 분자
- DNA: A-T는 2개, G-C는 3개의 수소결합으로 염기쌍을 이뤄요.
- 단백질: 알파 나선과 베타 병풍 구조를 유지해요.
캠퍼스다운 자료실에는 이 이론을 다룬 자료도 있어요: 「음펨바 효과 발표자료: 뜨거운 물이 빨리 어는 이유, 불순물과 수소결합 가설, 열역학 법칙과 활용」.
이 이론을 다룬 레포트·발표 자료는 캠퍼스다운 자료실의 '수소결합' 레포트 검색에서 찾아볼 수 있어요.
참고문헌
- Pauling, L. (1960). The Nature of the Chemical Bond (3rd ed.). Cornell University Press.
- Arunan, E., Desiraju, G. R., Klein, R. A., et al. (2011). Definition of the hydrogen bond (IUPAC Recommendations 2011). Pure and Applied Chemistry, 83(8), 1637-1641.
- Jeffrey, G. A. (1997). An Introduction to Hydrogen Bonding. Oxford University Press.
- Watson, J. D., & Crick, F. H. C. (1953). Molecular structure of nucleic acids. Nature, 171, 737-738.