Introduction à la chimie

Termes

• La liaison hydrogèneL’attraction entre un atome d’hydrogène partiellement chargé positivement et attaché à un atome fortement électronégatif (comme l’azote, l’oxygène ou le fluor) et un autre atome électronégatif proche.
• L’électronégativitéLa tendance d’un atome ou d’une molécule à attirer les électrons vers lui, à former des dipôles et donc à former des liaisons.
• intermoléculaireType d’interaction entre deux molécules différentes.

Formation d’une liaison hydrogène

Une liaison hydrogène est l’attraction électromagnétique créée entre un atome d’hydrogène partiellement chargé positivement attaché à un atome fortement électronégatif et un autre atome électronégatif proche. Une liaison hydrogène est un type d’interaction dipôle-dipôle ; ce n’est pas une véritable liaison chimique. Ces attractions peuvent se produire entre les molécules (de manière intermoléculaire) ou à l’intérieur de différentes parties d’une seule molécule (de manière intramoléculaire).

Donneur de liaison hydrogène

Un atome d’hydrogène attaché à un atome relativement électronégatif est un donneur de liaison hydrogène. Cet atome électronégatif est généralement le fluor, l’oxygène ou l’azote. L’atome électronégatif attire le nuage d’électrons autour du noyau d’hydrogène et, en décentralisant le nuage, laisse l’atome d’hydrogène avec une charge partielle positive. En raison de la petite taille de l’hydrogène par rapport aux autres atomes et molécules, la charge résultante, bien que partielle, est plus forte. Dans la molécule d’éthanol, il y a un atome d’hydrogène lié à un atome d’oxygène, qui est très électronégatif. Cet atome d’hydrogène est un donneur de liaison hydrogène.

Accepteur de liaison hydrogène

Une liaison hydrogène résulte lorsque cette forte charge positive partielle attire une paire d’électrons solitaires sur un autre atome, qui devient l’accepteur de liaison hydrogène. Un atome électronégatif comme le fluor, l’oxygène ou l’azote est un accepteur de liaison hydrogène, qu’il soit lié à un atome d’hydrogène ou non. Une plus grande électronégativité de l’accepteur de liaison hydrogène créera une liaison hydrogène plus forte. La molécule d’éther diéthylique contient un atome d’oxygène qui n’est pas lié à un atome d’hydrogène, ce qui en fait un accepteur de liaison hydrogène.

Un hydrogène attaché à un carbone peut également participer à la liaison hydrogène lorsque l’atome de carbone est lié à des atomes électronégatifs, comme c’est le cas dans le chloroforme (CHCl3). Comme dans une molécule où un hydrogène est attaché à l’azote, à l’oxygène ou au fluor, l’atome électronégatif attire le nuage d’électrons autour du noyau d’hydrogène et, en décentralisant le nuage, laisse l’atome d’hydrogène avec une charge partielle positive.

Applications des liaisons hydrogène

Les liaisons hydrogène se produisent dans les molécules inorganiques, comme l’eau, et les molécules organiques, comme l’ADN et les protéines. Les deux brins complémentaires de l’ADN sont maintenus ensemble par des liaisons hydrogène entre les nucléotides complémentaires (A&T, C&G). La liaison hydrogène dans l’eau contribue à ses propriétés uniques, notamment son point d’ébullition élevé (100 °C) et sa tension superficielle.

En biologie, la liaison hydrogène intramoléculaire est en partie responsable des structures secondaires, tertiaires et quaternaires des protéines et des acides nucléiques. Les liaisons hydrogène aident les protéines et les acides nucléiques à former et à maintenir des formes spécifiques.