23 (51)

LI. Wybrane zagadnienia chemii budowlanej

Uważa się, że typowe wiązanie wodorowe jest uwarunkowane głównie przyciąganiem elektrostatycznym miedzy H a Y. Klasycznymi przykładami substancji, w których występują wiązania wodorowe, są amoniak (NHj), woda (H2O), fluorowodór (HF). Substancje te wykazują anormalnie wysokie temperatury wrzenia, wskazujące na asocjację tych cząstek w fazie ciekłej. Reakcje powstawania wspomnianych asocjatów z pojedynczych cząsteczek na przykładzie wody ilustruje schemat:

H-O + H-O + H-O---H-O — H-O--H-O —

1 T 1 11T

H H H H H H

Pojedyncze cząsteczki wody Mekromolekuh wody zasocjowancj

Za asocjacją wyżej wymienionych substancji, jako bezpośredniego efektu występowania wiązania wodorowego, przemawiają również takie właściwości fizyczne, jak: ciepło parowania, ciepło topnienia, ciepło właściwe, gęstość, twardość, napięcie powierzchniowe, lepkość i adhezja.

Wiązanie wodorowe jest słabsze od kowalencyjnego i jonowego, lecz silniejsze od wiązania van der Waalsa. Również istnieją różnice w długości różnych rodzajów wiązań, np. między tlenem a wodorem wiązanie kowalencyjne wynosi 1 ■ 10"^J0m, wodorowe - 1,76• 10“^,0m. natomiast van der Waalsa - 2,6- 10"^l0m.

Wiązanie wodorowe występuje również w związkach organicznych, a zwłaszcza takich, które w swoim składzie zawierają takie grupy funkcyjne, jak -OH i-COOH.

Reasumując można stwierdzić, że siły międzycząsteczkowe zwłaszcza typu protonowego wywierają decydujący wpływ na kształtowanie wytrzymałości młodych zaczynów cementowych, gipsowych i wapiennych, formowanie wyrobów ceramicznych z materiałów ilastych i odgrywają dużą rolę w układach biologicznych.

1.1.4. Wiadomości o wiązaniach, strukturze i właściwościach podstawowych grup materiałów budowlanych

Jak wiadomo, od właściwości mechanicznych materiału zależy jego reakcja na obciążenia lub odkształcenia. Reakcją materiału na obciążenia jest odkształcenie sprężyste, elastyczne lub plastyczne (nie zanikające po odciążeniu) lub pęknięcie. Odkształcenie sprężyste zanika po odciążeniu, ponieważ wynika ono z odkształcenia wiązań między atomami.

Maksymalne odkształcenia sprężyste w metalach osiągają ok. 0,1%, zanim pojawi się odkształcenie plastyczne, a w przypadku większości innych materiałów ok. 0,1% przed zerwaniem.