Obiectiv de învățare
- Descris proprietățile legăturii de hidrogen.
Puncturi cheie
- Legăturile de hidrogen sunt forțe intermoleculare puternice create atunci când un atom de hidrogen legat de un atom electronegativ se apropie de un atom electronegativ din apropiere.
- O electronegativitate mai mare a acceptorului legăturii de hidrogen va duce la o creștere a rezistenței legăturii de hidrogen.
- Legătura de hidrogen este una dintre cele mai puternice atracții intermoleculare, dar mai slabă decât o legătură covalentă sau o legătură ionică.
- Legăturile de hidrogen sunt responsabile pentru menținerea laolaltă a ADN-ului, proteinelor și a altor macromolecule.
Termeni
- legătură de hidrogenAtracția dintre un atom de hidrogen încărcat parțial pozitiv atașat la un atom foarte electronegativ (cum ar fi azotul, oxigenul sau fluorul) și un alt atom electronegativ din apropiere.
- electronegativitateTendința unui atom sau a unei molecule de a atrage electronii spre sine, de a forma dipoli și, astfel, de a forma legături.
- intermolecularUn tip de interacțiune între două molecule diferite.
Formarea unei legături de hidrogen
O legătură de hidrogen este atracția electromagnetică creată între un atom de hidrogen încărcat parțial pozitiv atașat la un atom puternic electronegativ și un alt atom electronegativ din apropiere. O legătură de hidrogen este un tip de interacțiune dipol-dipol; nu este o legătură chimică adevărată. Aceste atracții pot avea loc între molecule (intermolecular) sau în interiorul diferitelor părți ale unei singure molecule (intramolecular).
Donator de legături de hidrogen
Un atom de hidrogen atașat la un atom relativ electronegativ este un donator de legături de hidrogen. Acest atom electronegativ este de obicei fluor, oxigen sau azot. Atomul electronegativ atrage norul de electroni din jurul nucleului de hidrogen și, prin descentralizarea norului, lasă atomul de hidrogen cu o sarcină parțială pozitivă. Din cauza dimensiunilor mici ale hidrogenului în raport cu alți atomi și molecule, sarcina rezultată, deși este doar parțială, este mai puternică. În molecula de etanol, există un atom de hidrogen legat de un atom de oxigen, care este foarte electronegativ. Acest atom de hidrogen este un donator de legătură de hidrogen.
Aceptor de legătură de hidrogen
O legătură de hidrogen rezultă atunci când această sarcină pozitivă parțială puternică atrage o pereche de electroni solitari pe un alt atom, care devine acceptor de legătură de hidrogen. Un atom electronegativ, cum ar fi fluorul, oxigenul sau azotul, este un acceptor al legăturii de hidrogen, indiferent dacă este sau nu legat de un atom de hidrogen. O electronegativitate mai mare a acceptantului legăturii de hidrogen va crea o legătură de hidrogen mai puternică. Molecula de eter dietilic conține un atom de oxigen care nu este legat de un atom de hidrogen, ceea ce îl face un acceptor de legătură de hidrogen.
Un hidrogen atașat la carbon poate participa, de asemenea, la legătura de hidrogen atunci când atomul de carbon este legat de atomi electronegativi, așa cum este cazul cloroformului (CHCl3). La fel ca într-o moleculă în care un hidrogen este legat de azot, oxigen sau fluor, atomul electronegativ atrage norul de electroni din jurul nucleului de hidrogen și, prin descentralizarea norului, lasă atomul de hidrogen cu o sarcină parțială pozitivă.
Aplicații pentru legăturile de hidrogen
Legăturile de hidrogen apar în moleculele anorganice, cum ar fi apa, și în moleculele organice, cum ar fi ADN-ul și proteinele. Cele două șiruri complementare de ADN sunt ținute împreună prin legături de hidrogen între nucleotidele complementare (A&T, C&G). Legăturile de hidrogen din apă contribuie la proprietățile sale unice, inclusiv punctul de fierbere ridicat (100 °C) și tensiunea superficială.
În biologie, legăturile intramoleculare de hidrogen sunt parțial responsabile de structurile secundare, terțiare și cuaternare ale proteinelor și acizilor nucleici. Legăturile de hidrogen ajută proteinele și acizii nucleici să formeze și să mențină forme specifice.
.