228
LIDHJA HIDROGJENORE DHE LIDHJA METALIKE
Si janë të lidhura molekulat?
Në suaza të molekulave, atomet janë të lidhura me lidhje kovalente – jopolare ose polare. Por thamë se
ekzistojnë substanca të cilat në gjendje agregate të ngurtë janë të ndërtuara prej
molekulave (i tillë është, të
themi naftaleni, mjet për mbrojtje nga insektet i cili rëndomtë quhet naftalin; fig. 7.23; naftaleni është i
helmët
edhe për njerëzit). Ka edhe shumë substanca, të lëngëta dhe të ngurta, për të cilat mund të konsiderojmë se kanë
njësi ndërtuese që janë molekula.
Ç’është ajo që i mban molekulat të
lidhura?
Ekzistojnë lloje të ndryshme të interaksioneve ndërmolekulare (veprime
reciproke). Kështu, molekulat siç janë ato të naftalenit midis tyre mbahen me anë
të të ashtuquajturave forca të fandervalsit
*
. Me natyrën e forcave të fandervalsit
nuk do të merremi.
Një lloj tjetër i veprimit reciprok është lidhja hidrogjenore.
Deri te ky lloj i lidhjes vjen atëherë kur hynë në interaksion molekulat prej të
cilave njëra shërben si donator (
donor) i protonit, ndërsa tjetra si
pranues (
aksep-
tor) i protonit. Për një molekulë të jenë
proton donor, ajo duhet të përmbajë atome të hidrogjenit që është i lidhur
me lidhje kovalente për elementin me elektronegativitet të madh (për shembull, fluori, oksigjeni ose azoti). Edhe
molekula që është proton akseptor në lidhjen hirogjenore, duhet të përmbajë atome të fluorit, oksigjenit ose
azotit, por të tillë që përmbajnë
çifte elektronike të lira, elektrone që gjenden në
orbitale jolidhëse të
plotësuara.
Në këtë rast, bërthama e hidrogjenit
†
mund të hyjë në bashkëveprim reciprok me çiftin elektronik të përbashkët
dhe të formojë
urë të llojit të vetë midis dy molekulave.
Lidhje hidrogjenore ka, të themi, te fluorhidriku dhe te uji për të cilat mund të shkruhet:
* Emrin e kanë marrë për nder të fizicientit holandez Johanes Fan der Vals [van der Waals] (1837–1923). Te ne rëndomtë shkruhet
Van der
Vals, madje që në gjuhën holandeze shkronjat
v dhe kanë dallim në lexim
w e
par lexohet si f. Edhe në rejtshkrim është lëshuar kjo mundësi.
† Për dallim nga gjitha bërthamat tjera, bërthama e hidrogjenit në molekulë rreth saj nuk ka elektrone tjera rreth saj përpos atyre me ndihmën
e të cilave realzohet lidhja kovalente.
Fig. 7.19. Ndërtimi i molekulës
së naftalenit
A beson që me lidhje hidrogenore mund të lidhen (a) dy molekula të ujit, (b) molekula e ujit dhe e amoniakut dhe (c) molekula e ujit dhe
metanit?
Përse mendon ashtu?
F
H
F
H
. . .
.
.
.
H
H
O
H .
. . O
H
229
Përpos ndërtimit të lëngjeve (si për shembull, uji), lidhja hidrogjenore luan rol shumë të rëndësishëm në të
ashtuquajturën
shifër gjenetike (ose
kodi gjenetik), thjeshtë gjatë bartjes së vetive trashëguese te organizmat e
gjallë. Bartësi vetive trashëguese është acidi dezoksiribonukleinik, ADN i cili përbëhet prej spirales së dyfishtë
dy pjesët e të cilëve midis tyre janë të lidhura me lidhje hidrogjenore midis çifteve të bazave organike, adenina
(
A
), timina (
T
), citozina (
C
) dhe guanina (
G
). Kjo është treguar në fig. 7.20
*
.
Me lidhje hidrogjenore mund të lidhen edhe njësitë ndërtuese të substancave të ngurta.
E gjithë kjo,
molekulat midis tyre mbahen të lidhura kryesisht si rezultat i ekzistimit të lidhjes hidrogjenore ose të
veprimit të ashtuqujaturave forcave fandervals.
Lidhja metalike
Njësitë ndërtuese në metalet e pastra janë,
dukshëm, të njëjta. Sipas asaj,
edhe lidhjet
midis tyre do të duhej të jenë të njëjta. Të
njëjta, por çfarë? Jonike? Kovalente?
As njëra as tjetra.
Grimcat e metaleve mbahen të lidhura së
bashku duke ju falënderuar ekzistimit të llojit
special të lidhjes –
metalike. Pikërisht, elek-
tronet valente (rrathët e kuq në fig. 7.21
majtë) prej atomeve të metalit shpërndahen
(
delokalizohen) nëpër tërë volumin e metalit, ndërsa
kationet e formuara me lëshimin e elektroneve valente
sikur të janë të zhytura në ndonjë lloj deti të
elektroneve ose, siç thuhet rëndomtë–
gazin elektronik
(shih fig. 7.21,).
Elektronet e delokalizuara lëvizin lehtë nëpër metalin
dhe në këtë bazohet përçueshmëria e mirë e
elektricitetit dhe nxehtësisë e metaleve,
si dhe
shkëlqimi metalik.
Domethënë,
lidhja metalike realizohet me elektrone të delokalizuara të cilat formojnë “gazin elektronik”
elektronet e delokalizuara janë shkaku i përçueshmërisë së mirë elektrike dhe të nxehtësisë në metale.
* Kuptohet se hollësitë për këtë figurë nuk duhet të mësohen!
a b
Fig. 7
.
20. Lidhja hidrogjenore te ADN: spiralja e dyfishtë(
a) dhe
sistemi prej lidhjeve hidrogjenore (
b)
Fig. 7.21. Formimi i lidhjes metalike (skematikisht)
Elektronet e
delokalizuara
230
NDËRTIMI I GAZRAVE, LËNGJEVE DHE TRUPAVE TË NGURTË
Gazrat dhe lëngjet janë të ndërtuara prej molekulave
Disa herë kemi thënë: edhe gazrat edhe lëngjet janë të ndërtuara prej molekulave. Ndoshta duhet të thuhet se
gazrat dhe lëngjet më
shpesh janë të formuara prej molekulave. Ekzistojnë, pikërisht, përjashtime nga rregulli i
përgjithshëm, por ne me ato nuk do të merremi.
Nga ana tjetër, midis gazrave dhe lëngjeve ekzistojnë edhe dallime të mëdha.
Te
gazrat, pikërisht,
molekulat janë
larg njëra tjetrës. Pasi që forat ndërmolekulare veprojnë vetëm në largësi
shumë të shkurta, interaksionet midis molekulave janë mjaftë të dobëta, aq të dobëta sa që mund të konsiderohet
se molekulat janë të
lira, të pavarura njëra nga tjetra. Për këtë arsye, ato mund të lëvizin pothuaj se
të lira në
gjitha kahjet e mundshme. Për shkak të ndërtimit të tillë,
gazrat e zënë gjithë hapësirën që ju është në disponim
dhe nuk kanë formë të caktuar.
Deri diku ndryshe qëndrojnë punët me
lëngjet. Edhe këtu njësitë ndërtuese janë molekulat, por ato në lëngje
gjenden shumë
më afër njëra tjetrës se sa te gazrat, dhe kështu forcat ndërmolekulare mund të fillon të veprojnë.
Në disa raste forcat ndërmolekulare janë të llojit fandervalsian, në raste tjera
është prezente lidhja hidrogjenore.
Për shkak të veprimit të forcave ndërmolekulare, në lëngje ekzistojnë
tufa (ose
klasterë) prej molekulave. Në këto tufa, njësitë janë të lidhura fortë: disa
molekula i lëshojnë këto grupacione, ndërsa tjerat e zënë vendin e tyre. Dhe
numri i njësive në suaza të një tufe ndryshon: tufat mund të rriten ose të
zvogëlohen, ndërsa në lëngje ekzistojnë edhe molekula të
veçanta ose dy-tri
molekula që bashkëveprojnë reciprokisht (fig. 7.22).
Në krahasim me gazrat, liria e lëvizjes së molekulave te lëngjet është e kufizuar.
Për shkak të numrit më të madh të njësive në secilën pjesë të veçantë të
hapësirës (densitetit më të madh) dhe për shkak të lidhjes reciproke, largësitë të
cilat molekulat mund ti kalojnë të lira janë dukshëm më të vogla nga ato të cilat
pa pengesa mund ti kalojnë gazrat. Mirëpo, molekulat e lëngjeve dhe agregateve
në të cilat ato marrin pjesë kanë liri të kufizuar të lëvizjes.
Për shkak të ndërtimit të këtillë, lëngjet nuk kanë formë të caktuar, por marrin formën e enës në të cilën gjinden.
Përpos kësaj, ato mund të
rrjedhin (prej aty edhe rrjedh emri!). nga ana tjetër, sasi e caktuar e lëngut ka vëllim
të caktuar i cili nuk ndërrohet nëse ndërrohet madhësia e hapësirës që i është në dispozicion lëngut. Kështu, nëse
uji që e plotëson një gotë të vogël e derdhim në një gotë të madhe, kjo (për fat të keq!)
nuk do të mbushet!
Madje edhe nëse mbi lëngun ushtrojmë shtypje, ai nuk do ta zvogëlojë dukshëm vëllimin*.
Madje që liria e lëvizjes së molekulave në lëngje është zvogëluar, disa nga molekulat mund ti mposhtin forcat
tërheqëse ndërmolekulare, ta lëshojnë lëngun dhe të kalojë në gazin që gjendet rreth tij. Avullimi i lëngut është
rezultat mu i kalimit të tillë të molekulave nga lëngu në gaz. Sa më e lartë është temperatura, aq më lehtë
molekulat prej lëngut mund të kalojnë në pjesën e gaztë të sistemit (fazën e gaztë). Kuptohet, në temperaturë më
të lartë edhe avullimi është më i shprehur.
Te substancat e ngurta liria e lëvizjes të grimcave ndërtuese është shumë e kufizuar – ato vetëm vibrojnë rreth
pozicioneve ekuilibruese të tyre. Për substancat e ngurta do të flasim më poshtë.
* Në vetinë e tillë të lëngjeve është i bazuar veprimi i frenave hidraulik, për shembull, atyre të automobilave.
Fig. 7.22. Përshkrim skematik i
ndërtimit të ujit (të treguar me
tufa, çifte dhe molekula të ndara)