Què és un enllaç d'hidrogen? Tipus, influència

Què és un enllaç d'hidrogen? Un exemple ben conegut d'aquesta connexió és l'aigua normal (H2O). A causa del fet que l'àtom d'oxigen (O) és més electronegatiu que dos àtoms d'hidrogen (H), sembla separar els electrons d'enllaç dels àtoms d'hidrogen. Com a resultat de la creació d'un enllaç polar tan covalent , es forma un dipol. L'àtom d'oxigen adquireix una càrrega negativa negativa, i els àtoms d'hidrogen són una càrrega positiva petita, que se sent atreta pels electrons (el seu parell no compartit) sobre l'àtom d'oxigen de la molècula H2O veïna (és a dir, l'aigua). D'aquesta manera, es pot dir que l'enllaç d'hidrogen és la força atractiva formadora entre l'àtom d'hidrogen i l'àtom electronegatiu. Una característica important de l'àtom d'hidrogen és que, amb l'atracció dels seus electrons ancorats, s'exposa el seu nucli (és a dir, el protó i altres electrons no blindats). I encara que l'enllaç d'hidrogen és més feble que el vincle covalent, és aquest el que causa una sèrie de propietats anormals d'H2O (aigua).

Molt sovint, aquest vincle es forma amb la participació dels àtoms dels següents elements: oxigen (O), nitrogen (N) i flúor (F). Això es deu al fet que els àtoms d'aquests elements són de mida petita i es caracteritzen per una alta electronegativitat. Amb àtoms més grans (sulfur S o clor Cl), l'enllaç d'hidrogen resultant és més feble, tot i que, en termes d'electronegativitat, aquests elements són comparables a N (és a dir, nitrogen).

Hi ha dos tipus d'enllaç d'hidrogen:

1. Vinculació intermolecular d'hidrogen : apareix entre dues molècules, per exemple: metanol, amoníac, fluorur d'hidrogen.
2. L'enllaç d'hidrogen intramolecular - apareix dins d'una molècula, per exemple: 2-nitrofenol.

A més, actualment, hi ha una opinió que el vincle químic d' hidrogen és feble i fort. Es diferencien entre si en energia i en la longitud del vincle (la distància entre àtoms):

1. Els enllaços d'hidrogen són febles. L'energia és de 10-30 kJ / mol, la longitud de la unió és de 30. Totes les substàncies esmentades anteriorment són exemples d'un enllaç d'hidrogen normal o feble.
2. Els enllaços d'hidrogen són forts. L'energia és de 400 kJ / mol, la longitud és 23-24. Les dades obtingudes de forma experimental indiquen que els enllaços forts es formen en els següents ions: difluorur d'ions-hidrogen [FHF] -, hidròxid hidratat ions [HO-H-OH] -, ió d'oxoni i hidratat [H2O-H-OH2] + , Així com en diversos altres compostos orgànics i inorgànics.

Influència d'enllaços intermoleculars d'hidrogen

Els valors anòmals dels punts d' ebullició i de fusió, l'entalpia d'evaporació i la tensió superficial d' alguns compostos es poden explicar per la presència d'enllaços d'hidrogen. L'aigua té valors anormals per a totes aquestes propietats, i el fluorur d'hidrogen i l'amoníac tenen punts d'ebullició i de fusió. L'aigua i el fluorur d'hidrogen en els estats sòlids i líquids, a causa de la presència d'enllaços intermoleculars d'hidrogen en ells, es consideren polimeritzats. Aquesta relació explica no només el punt de fusió massa alt d'aquestes substàncies, sinó també la seva baixa densitat. I durant la fosa, l'enllaç d'hidrogen es destrueix parcialment, per la qual cosa les molècules d'aigua (H2O) estan més densament empaquetades.

La dimerització d'algunes substàncies (àcids carboxílics, per exemple, benzòcics i acètics) també es pot explicar per la presència d'un enllaç d'hidrogen en elles. El dímer és dues molècules que estan unides entre si. Per aquest motiu, el punt d'ebullició dels àcids carboxílics és superior al dels compostos que tenen aproximadament el mateix pes molecular. Per exemple, en àcid acètic (CH3COOH), el punt d'ebullició és de 391 K, mentre que a l'acetona (CH3COCH3) és de 329 K.

Influència dels enllaços intramoleculars d'hidrogen

Aquesta relació també afecta l'estructura i propietats de diversos compostos, com ara: 2 i 4-nitrofenol. Però l'exemple més famós i important d'un enllaç d'hidrogen és l'àcid desoxirribonucleic (abreviat: ADN). Les molècules d'aquest àcid es dobleguen en forma d'una doble hèlix, dues cordes connectades entre si per un enllaç d'hidrogen.