Wasserstoffbrückenbindungen

Werden Moleküle betrachtet bei denen Wasserstoffatome an stark elektronegative Atome wie Fluor, Sauer- oder Stickstoff gebunden sind, dann kann hier eine besonders ausgeprägte Polarisierung beobachtet werden. So wird das zwischen dem Wasserstoffatom und seinem jeweiligen Reaktionspartner bindende Elektronenpaar besonders stark vom Reaktionspartner - wie Fluor, Sauerstoff oder Stickstoff - angezogen.

 

Dies ist vergleichbar dem Mechanismus bei der Dipol-Dipol-Wechselwirkung. Eine Besonderheit ist hier aber das kleine Wasserstoffatom mit seinem Proton als Atomkern. Dieser ist nach der Ausrichtung des Bindungselektrons zum elektronegativeren Bindungspartner nur noch sehr schwach abgeschirmt. Deshalb bildet sich hier ein besonders ausgeprägt partialer Pluspol „δ+“ aus. Dadurch neigen die Wasserstoffatome dazu mit anderen partialen Minuspolen „δ-“ oder freien Elektronenpaaren der elektronegativeren Atome starke Wechselwirkungen einzugehen.


Diese starken zwischenmolekularen Anziehungskräfte werden als Wasserstoffbrückenbindungen bezeichnet. Die Wasserstoffbrückenbindung als stärkste Form der zwischenmolekularen Kräfte ist zwar schwächer als die Atombindung selbst, ist aber essenziell für die jeweilige Eigenschaft des Stoffes verantwortlich. So wäre beispielsweise Wasser nicht flüssig, wenn nicht die vielen Wassermoleküle untereinander durch diese starken Wasserstoffbrücken miteinander verbunden wären.