Enlaces de hidrógeno. Enlaces por puentes de hidrógeno

Como se explica en el texto “Tipos de fuerzas intermoleculares”, las moléculas de sustancias en los tres estados físicos (sólido, líquido y gas) son atraídas por una de las fuerzas intermoleculares.

Las tres fuerzas intermoleculares conocidas son: dipolo inducido - dipolo inducido, dipolo permanente - dipolo permanente y enlace de hidrógeno. Entre ellos, el enlace de hidrógeno es el más fuerte. Algunos autores solían referirse a esta fuerza intermolecular como enlaces de hidrógeno; sin embargo, el término correcto aceptado por la IUPAC es "enlace de hidrógeno".

Este tipo de interacción ocurre cuando la molécula tiene hidrógeno unido a flúor, nitrógeno u oxígeno, que son átomos fuertemente electronegativos.

El enlace de hidrógeno es un ejemplo extremo del enlace dipolo permanente-dipolo permanente. Pues el hidrógeno de una molécula constituye un polo positivo, que se une a uno de esos átomos de flúor, oxígeno o nitrógeno de otra molécula, que constituyen su polo negativo.

Normalmente, los enlaces intermoleculares se producen con sustancias en estado líquido y sólido. Además, dado que es una fuerza de atracción muy intensa, se necesita mucha energía para romperla.

Una sustancia que tiene esta fuerza intermolecular es el agua misma. Observe cómo sucede esto en la siguiente ilustración:

Tenga en cuenta que cada molécula de agua está espacialmente rodeada por otras cuatro moléculas de agua, con los enlaces de hidrógeno se produce por el enlace entre el hidrógeno de una molécula (polo positivo) con el oxígeno de otra (polo negativo).

Los enlaces de hidrógeno explican varios fenómenos de la naturaleza, consulte los siguientes ejemplos:

• El hecho de que el hielo flota sobre el agua: El hielo es menos denso que el agua y, en consecuencia, flota sobre él. Esto se debe a que mientras en estado líquido los enlaces de hidrógeno que se producen entre las moléculas de agua están dispuestos de forma desorganizada, los enlaces de hidrógeno en el Las moléculas de hielo están más espaciadas y organizadas, formando una rígida estructura hexagonal, lo que hace que las moléculas ocupen un espacio mucho mayor del que ocuparían si estuvieran en el estado. líquido.

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Es incluso por eso que si ponemos agua en todo el volumen de una botella y luego la ponemos en una hielera, su volumen se expandirá y la botella se agrietará.

Así, habrá la misma cantidad de moléculas por unidad de volumen, lo que disminuye la densidad, según la fórmula de densidad: d = m / v. Habrá espacios vacíos entre los hexágonos formados, disminuyendo la densidad de esta sustancia.

• Ionización ácida: Aunque los enlaces de hidrógeno son aproximadamente diez veces más débiles que los enlaces covalentes; en determinadas circunstancias consiguen romper los enlaces covalentes. Por ejemplo, en el caso que se muestra a continuación, el ácido clorhídrico se disuelve en agua. El oxígeno en el agua atrae el hidrógeno unido al cloro del ácido más que el cloro mismo, dando lugar a iones hidronio (H₃O⁺) y cloruro (Cl^-). Este fenómeno se llama ionización:

• Tensión superficial del agua: las moléculas en la superficie del líquido son atraídas por enlaces de hidrógeno solo con las moléculas en su lado y debajo, ya que no hay moléculas arriba. Las moléculas que se encuentran por debajo de la superficie, en cambio, llevan a cabo este tipo de enlace con moléculas en todos direcciones, el resultado es la formación de una especie de película o capa delgada en la superficie del agua, que el implica.

Esto explica el hecho de que los insectos puedan permanecer sobre él y también el fenómeno de la forma esférica de las gotas de agua.

Por Jennifer Fogaça
Licenciada en Química

¿Le gustaría hacer referencia a este texto en una escuela o trabajo académico? Vea:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Enlaces de hidrógeno"; Escuela Brasil. Disponible: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/ligacoes-hidrogenio.htm. Consultado el 27 de junio de 2021.