Legami di idrogeno. Legami da ponti a idrogeno

Come spiegato nel testo “Tipi di forze intermolecolari”, le molecole delle sostanze nei tre stati fisici (solido, liquido e gas) sono attratte da una delle forze intermolecolari.

Le tre forze intermolecolari conosciute sono: dipolo indotto - dipolo indotto, dipolo permanente - dipolo permanente e legame idrogeno. Tra questi, il legame idrogeno è il più forte. Alcuni autori erano soliti riferirsi a questa forza intermolecolare come legami idrogeno; tuttavia, il termine corretto accettato da IUPAC è "legame idrogeno".

Questo tipo di interazione si verifica quando la molecola ha un legame idrogeno con fluoro, azoto o ossigeno, che sono atomi fortemente elettronegativi.

Il legame idrogeno è un esempio estremo del legame dipolo permanente-dipolo permanente. Infatti l'idrogeno di una molecola costituisce un polo positivo, che si lega ad uno di quegli atomi di fluoro, ossigeno o azoto di un'altra molecola, che costituiscono il loro polo negativo.

Normalmente, i legami intermolecolari si verificano con sostanze allo stato liquido e solido. Inoltre, poiché è una forza di attrazione molto intensa, ci vuole un'energia molto alta per romperla.

Una sostanza che possiede questa forza intermolecolare è l'acqua stessa. Nota come ciò accade nell'illustrazione seguente:

Nota che ogni molecola d'acqua è circondata spazialmente da altre quattro molecole d'acqua, con i legami di idrogeno si verificano dal legame tra l'idrogeno di una molecola (polo positivo) con l'ossigeno di un'altra (polo negativo).

I legami idrogeno spiegano vari fenomeni in natura, vedere i seguenti esempi:

• Il fatto che il ghiaccio galleggi sull'acqua: Il ghiaccio è meno denso dell'acqua e di conseguenza galleggia su di esso. Questo perché mentre allo stato liquido i legami idrogeno che si verificano tra le molecole d'acqua sono disposti in una forma disorganizzata, i legami idrogeno nello stato le molecole di ghiaccio sono più distanziate e organizzate, formando una rigida struttura esagonale, che fa sì che le molecole occupino uno spazio molto più ampio di quanto farebbero se fossero nello stato. liquido.

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Questo è anche il motivo per cui se mettiamo l'acqua nell'intero volume di una bottiglia e la mettiamo successivamente in un refrigeratore, il suo volume si espanderà e la bottiglia si spezzerà.

Quindi, ci sarà la stessa quantità di molecole per unità di volume, che diminuisce la densità, secondo la formula della densità: d = m/v. Ci saranno spazi vuoti tra gli esagoni formati, diminuendo la densità di questa sostanza.

• Ionizzazione acida: Sebbene i legami idrogeno siano circa dieci volte più deboli dei legami covalenti; in determinate circostanze riescono a rompere i legami covalenti. Ad esempio, nel caso mostrato di seguito, l'acido cloridrico viene sciolto in acqua. L'ossigeno dell'acqua attrae l'idrogeno legato al cloro dell'acido più del cloro stesso, dando origine agli ioni idronio (H₃oh⁺) e cloruro (Cl^-). Questo fenomeno è chiamato ionizzazione:

• Tensione superficiale dell'acqua: le molecole sulla superficie del liquido sono attratte da legami idrogeno solo con le molecole al suo fianco e sotto, poiché non ci sono molecole sopra. Le molecole che stanno al di sotto della superficie, invece, realizzano questo tipo di legame con le molecole del tutto direzioni, il risultato è la formazione di una sorta di pellicola o strato sottile sulla superficie dell'acqua, che il coinvolge.

Questo spiega il fatto che gli insetti possono rimanere su di esso e anche il fenomeno della forma sferica delle gocce d'acqua.

di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica

Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Guarda:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Legami di idrogeno"; Brasile Scuola. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/ligacoes-hidrogenio.htm. Consultato il 27 giugno 2021.