¿Qué es un enlace de hidrógeno? Tipos, influencia

¿Qué es un enlace de hidrógeno? Un ejemplo bien conocido de esta conexión es el agua ordinaria (H2O). Debido al hecho de que el átomo de oxígeno (O) es más electronegativo que dos átomos de hidrógeno (H), se tira de la como de los átomos de hidrógeno de unión electrones. Como resultado de la creación de dicho enlace polar covalente, se forma un dipolo. átomo de oxígeno no adquiere muy grande carga negativa y los átomos de hidrógeno - una pequeña carga positiva, que es atraído a los electrones (el par solitario de ellos) en el átomo de oxígeno moléculas de H2O adyacente (es decir, agua). Por lo tanto, podemos decir que el enlace de hidrógeno - una forma de la fuerza de atracción entre el átomo de hidrógeno y un átomo electronegativo. Una característica importante del átomo de hidrógeno es que su unión con la atracción de los electrones se convierte en núcleo desnudo (es decir, protones, no hay otros electrones blindado). Aunque el enlace de hidrógeno es más débil que covalente, que causa toda una serie de propiedades anómalas de H2O (agua).

Muy a menudo este enlace se forma con la participación de átomoslos siguientes elementos: oxígeno (O), nitrógeno (N) y flúor (F). Esto se debe al hecho de que los átomos de estos elementos tienen pequeñas dimensiones y se caracterizan por una alta electronegatividad. Con átomos más grandes (S de azufre o Cl de cloro), el enlace de hidrógeno resultante es más débil, a pesar del hecho de que en términos de su electronegatividad estos elementos son comparables a N (es decir, nitrógeno).

Hay dos tipos de enlaces de hidrógeno:

1. Enlace intermolecular de hidrógeno - aparece entre dos moléculas, por ejemplo: metanol, amoníaco, fluoruro de hidrógeno.
2. Enlace de hidrógeno intramolecular - aparece dentro de una molécula, por ejemplo: 2-nitrofenol.

Además, en la actualidad, existe una opinión de que el enlace químico de hidrógeno es débil y fuerte. Se diferencian entre sí en energía y en la longitud del enlace (la distancia entre los átomos):

1. Los enlaces de hidrógeno son débiles. La energía es de 10-30 kJ / mol, la longitud del enlace es 30. Todas las sustancias enumeradas anteriormente son ejemplos de un enlace de hidrógeno normal o débil.
2. Los enlaces de hidrógeno son fuertes. La energía es 400 kJ / mol, la longitud es 23-24. Los datos obtenidos experimentalmente indican que se forman fuertes enlaces en los siguientes iones: difluoruro de ion-hidrógeno [FHF] -, hidróxido de ion-hidratado [HO-H-OH] -, ion de oxonio hidratado [H2O-H-OH2] + , así como en varios otros compuestos orgánicos e inorgánicos.

Influencia de enlaces intermoleculares de hidrógeno

Puntos de ebullición anómalos yla fusión, la entalpía de evaporación y la tensión superficial de algunos compuestos pueden explicarse por la presencia de enlaces de hidrógeno. El agua tiene valores anormales para todas estas propiedades, y el fluoruro de hidrógeno y el amoniaco tienen puntos de ebullición y fusión. El agua y el fluoruro de hidrógeno en los estados sólido y líquido se consideran polimerizados debido a la presencia de enlaces intermoleculares de hidrógeno en ellos. Esta relación explica no solo el punto de fusión demasiado alto de estas sustancias, sino también su baja densidad. Y durante la fusión, el enlace de hidrógeno se destruye parcialmente, debido a lo cual las moléculas de agua (H2O) se empaquetan más densamente.

Dimerización de algunas sustancias (carboxílicoácidos, por ejemplo, benzoico y acético) también se pueden explicar por la presencia de un enlace de hidrógeno en ellos. El dímero es dos moléculas que están unidas. Por esta razón, el punto de ebullición de los ácidos carboxílicos es mayor que el de los compuestos que tienen aproximadamente el mismo peso molecular. Por ejemplo, en ácido acético (CH3COOH), el punto de ebullición es 391 K, mientras que en acetona (CH3COCH3) es 329 K.

Influencia de enlaces intramoleculares de hidrógeno

Esta relación también afecta la estructura y las propiedadesdiversos compuestos, tales como 2- y 4-nitrofenol. Pero el ejemplo más famoso e importante del enlace de hidrógeno - un ácido desoxirribonucleico (en forma abreviada: DNA.). Esta molécula de ácido doblado en una doble hélice, las dos hebras de que están interconectados por enlaces de hidrógeno.