- Caracteristicile legării de hidrogen
- De ce se întâmplă unirea?
- Lungimea legăturii
- Puterea legăturii
- Temperatura
- Presiune
- Lipirea podului cu hidrogen în apă
- Lipirea hidrogenului în ADN și alte molecule
- Referințe
Legătura legătură de hidrogen este o atracție electrostatică între două grupări polare care apare atunci când un atom de hidrogen (H) , legat la un atom de atracție foarte electronegativ exercitată asupra câmpului electrostatic încărcat electronegatively atom altul din apropiere.
În fizică și chimie există forțe care generează interacțiune între două sau mai multe molecule, inclusiv forțe de atracție sau repulsie, care pot acționa între acestea și alte particule din apropiere (cum ar fi atomii și ionii). Aceste forțe sunt numite forțe intermoleculare.
Două molecule se autoasamblează într-un complex dimer prin patru legături de hidrogen.
Forțele intermolare sunt mai slabe în natură decât cele care leagă părțile unei molecule din interior spre exterior (forțele intramoleculare).
Printre forțele intermoleculare atractive există patru tipuri: forțe ion-dipol, forțe dipol-dipol, forțe van der Waals și legături de hidrogen.
Caracteristicile legării de hidrogen
Legătura de hidrogen este între un atom „donator” (cel electronegativ care are hidrogen) și un „receptor” (electronegativul fără hidrogen).
De obicei, generează o energie între 1 și 40 Kcal / mol, ceea ce face ca această atracție să fie considerabil mai puternică decât cea care a avut loc în interacțiunea van der Waals, dar mai slabă decât legăturile covalente și ionice.
De obicei, apare între molecule cu atomi precum azot (N), oxigen (O) sau fluor (F), deși se observă și cu atomii de carbon (C) atunci când sunt atașați de atomi extrem de electronegativi, ca în cazul cloroformului ( CHCI 3 ).
De ce se întâmplă unirea?
Această legătură are loc deoarece, fiind legat la un atom extrem de electronegativ, hidrogenul (un atom mic cu o sarcină tipic neutră) capătă o sarcină parțial pozitivă, determinând să înceapă să atragă alți atomi electronegativi față de sine.
De aici apare o legătură care, deși nu poate fi clasificată ca total covalentă, leagă hidrogenul și atomul său electronegativ la acest alt atom.
Primele dovezi ale existenței acestor legături au fost observate de un studiu care a măsurat punctele de fierbere. S-a remarcat că nu toate acestea au crescut cu greutatea moleculară, așa cum era de așteptat, dar au existat anumiți compuși care au necesitat o temperatură mai mare pentru a fierbe decât s-a prevăzut.
De aici, a început să fie observată existența legăturilor de hidrogen în moleculele electronegative.
Lungimea legăturii
Cea mai importantă caracteristică de măsurat într-o legătură de hidrogen este lungimea acesteia (cu cât este mai lungă, cu atât mai puțin puternică), care este măsurată în angstrom (Å).
La rândul său, această lungime depinde de rezistența, temperatura și presiunea legăturii. Următorul descrie modul în care acești factori influențează rezistența unei legături de hidrogen.
Puterea legăturii
Rezistența legăturii în sine depinde de presiune, temperatură, unghiul de legătură și mediu (care se caracterizează printr-o constantă dielectrică locală).
De exemplu, pentru moleculele de geometrie liniară legătura este mai slabă deoarece hidrogenul este mai departe de un atom decât de altul, dar la unghiuri mai strânse, această forță crește.
Temperatura
S-a studiat faptul că legăturile de hidrogen sunt predispuse să se formeze la temperaturi mai scăzute, deoarece scăderea densității și creșterea mișcării moleculare la temperaturi mai ridicate provoacă dificultăți în formarea legăturilor de hidrogen.
Legăturile pot fi rupte temporar și / sau permanent cu creșterea temperaturii, dar este important de menționat că și legăturile fac ca compușii să aibă o rezistență mai mare la fierbere, cum este cazul apei.
Presiune
Cu cât presiunea este mai mare, cu atât rezistența legăturii de hidrogen este mai mare. Acest lucru se întâmplă deoarece la presiuni mai mari, atomii moleculei (cum ar fi în gheață) se vor compacta mai mult și acest lucru va ajuta la reducerea distanței dintre componentele legăturii.
De fapt, această valoare este aproape liniară atunci când se studiază gheața pe un grafic în care se apreciază lungimea legăturii găsite cu presiunea.
Lipirea podului cu hidrogen în apă
Molecula de apă legată de hidrogen.
Molecula de apă (H 2 O) este considerată un caz perfect de legătură cu hidrogen: fiecare moleculă poate forma patru legături potențiale de hidrogen cu moleculele de apă din apropiere.
Există cantitatea perfectă de hidrogeni încărcați pozitiv și perechi de electroni care nu sunt legați în fiecare moleculă, permițându-le tuturor să se implice în legarea de hidrogen.
Acesta este motivul pentru care apa are un punct de fierbere mai mare decât alte molecule, cum ar fi amoniacul (NH 3 ) și fluorura de hidrogen (HF).
În cazul primului, atomul de azot are doar o pereche de electroni liberi, iar acest lucru înseamnă că într-un grup de molecule de amoniac nu există suficiente perechi libere pentru a satisface nevoile tuturor hidrogenilor.
Se spune că pentru fiecare moleculă de amoniac se formează o legătură unică de hidrogen și că ceilalți atomi de H sunt „irosiți”.
În cazul fluorului, există mai degrabă un deficit de hidrogen, iar perechile de electroni sunt „irosite”. Din nou, există cantitatea potrivită de perechi de hidrogen și electroni în apă, deci acest sistem se leagă perfect.
Lipirea hidrogenului în ADN și alte molecule
În proteine și ADN, se poate observa și legarea de hidrogen: în cazul ADN-ului, forma dublei helici se datorează legăturilor de hidrogen dintre perechile sale de bază (blocurile care formează elica), care permit aceste molecule sunt replicate și viața așa cum știm că există.
În cazul proteinelor, hidrogenii formează legături între oxigeni și hidrogeni amide; În funcție de poziția în care apare, se vor forma diferite structuri proteice rezultate.
Legăturile de hidrogen sunt prezente și în polimerii naturali și sintetici și în moleculele organice care conțin azot, iar alte molecule cu acest tip de legătură sunt încă studiate în lumea chimiei.
Referințe
- Legătură de hidrogen. (Sf). Wikipedia. Preluat de pe en.wikipedia.org
- Desiraju, GR (2005). Institutul Indian de Știință, Bangalore. Preluat din ipc.iisc.ernet.in
- Mishchuk, NA și Goncharuk, VV (2017). Cu privire la natura proprietăților fizice ale apei. Khimiya i Tekhnologiya Vody.
- Chimie, WI (sf). Ce este Chimie. Preluat de la whatischemistry.unina.it
- Chemguide. (Sf). ChemGuide. Preluat din chemguide.co.uk