Exemplos de Ligação de Hidrogénio

Quando o hidrogénio está ligado de forma covalente a um átomo altamente electro-negativo, como flúor, cloro, oxigénio ou nitrogénio, o átomo H tem uma carga positiva parcial, escrita Hδ+.

Hδ+ é fisicamente muito pequeno, portanto a densidade de carga sobre ele é excepcionalmente alta.

Imagine outro átomo negativo ou eletronegativo, digamos em uma molécula diferente, aproxima-se do Hδ+; haverá atração mútua, resultando em uma atração dipolo-dipolo particularmente forte.Esta atracção é chamada uma ligação de hidrogénio.

Em geral, as ligações de hidrogénio são mais fracas que as ligações iónicas e covalentes, mas são mais fortes que as forças de van der Waals.

Forças de van der Waals < Ligações de hidrogênio < Ligações iônicas e covalentes

Aglutinação de hidrogênio em água

O exemplo mais conhecido de ligação de hidrogênio é a água:

Aglutinação de hidrogênio

Todas as moléculas de água podem ser ligadas ao hidrogênio com até quatro outras moléculas de água.Em água à temperatura ambiente, o número médio de ligações de hidrogênio por molécula de água é 3,6,

O movimento térmico aleatório das moléculas assegura que a vida útil de qualquer ligação de hidrogênio individual em água é curta, com uma média de apenas 10 picossegundos.No entanto, o tempo para formar uma nova ligação é ainda mais curto.

Para quebrar permanentemente uma única ligação de hidrogênio na água leva 21 kJ mol-1, uma entrada significativa de energia.

Aglutinação de Hidrogénio em Água vs Sulfureto de Hidrogénio

Sulfur está no grupo 16 da tabela periódica, o mesmo que o oxigénio. O enxofre é mais pesado que o oxigênio, portanto o H2S deve ter pontos de fusão e ebulição mais altos que o H2O. Entretanto, este não é o caso porque o enxofre é menos eletronegativo que o oxigênio, e portanto a ligação de hidrogênio em H2S é fraca.

Hsub2/subO

Mol. Massa: 16

Melt Pt.: 0.00 °C

Boil Pt.: 99.98 °C

Electronegatividade do O (Pauling): 3.44

Entalpia de ligação ao hidrogénio: 21 kJ mol-1

Hsub2/subO

Mol. Massa: 34

Massa de S (Pauling): -82 °C

Massa de S (Pauling): -60 °C

Electronegatividade de S (Pauling): 2.58

Entalpia de ligação ao hidrogênio: ≅ 3 kJ mol-1

Ligação ao hidrogênio em amônia e fluoreto de hidrogênio

Fluorine e nitrogênio são os elementos mais eletronegativos em seus grupos de tabela periódica, e a ligação ao hidrogênio é observada em fluoreto de hidrogênio e amônia.

Como no caso da água, o flúor de hidrogênio e os pontos de fusão e ebulição do amoníaco são superiores aos hidretos de elementos mais pesados em seus grupos. Pontos de ligação-hidrogênio-fusão

Ligação do hidrogênio no DNA

Os pares de bases do ADN ligam suas duas cadeias de hélices. Quando o DNA se replica, as ligações de hidrogênio se rompem, permitindo que as duas hélices se separem. h-bonding-alpha-helix

Se uma peça de vestuário de lã é lavada a alta temperatura, as ligações de hidrogênio são destruídas, as bobinas perdem sua elasticidade, e a peça se torna mishapen.