¿Qué es un enlace de hidrógeno?

Un enlace de hidrógeno es un enlace relativamente débil que los átomos de hidrógeno forman con los átomos electronegativos de nitrógeno, oxígeno o flúor. Los enlaces de hidrógeno son más débiles que los enlaces iónicos, covalentes y metálicos, pero aún son ligeramente fuertes por derecho propio, con una energía típicamente entre 5 y 30 kJ / mol. En contraste, los enlaces covalentes débiles tienen una energía de aproximadamente 155 kJ / mol. El enlace de hidrógeno puede ser un enlace intermolecular (entre moléculas) o intramolecular (entre diferentes partes de una molécula). Este tipo de enlace puede ocurrir tanto en moléculas orgánicas, como el ADN, como en moléculas inorgánicas, como el agua. El enlace de hidrógeno es parcialmente responsable de la compleja estructura secundaria y terciaria de las proteínas.

El ejemplo más ubicuo y simple de enlaces de hidrógeno es en agua, donde cada molécula de agua está unida a cuatro moléculas de agua adyacentes a través de enlaces de hidrógeno. El átomo de oxígeno en cada molécula de agua tiene dos electrones solitarios para ofrecer, que son rápidamente unidos por átomos de hidrógeno en otras moléculas de agua. Además, los dos átomos de hidrógeno unidos a cada enlace de oxígeno a las moléculas de oxígeno en las moléculas de agua adyacentes. Este enlace intermolecular es responsable del punto de ebullición relativamente alto del agua. El agua tiene un punto de ebullición extremadamente alto en relación con los materiales que consisten en moléculas de tamaño similar. Si estos enlaces no existieran, el agua herviría a una temperatura similar al dióxido de carbono (que hierve a -78 ° C o -108.4 ° F) y la vida tal como la conocemos sería imposible.

Un enlace de hidrógeno consiste en un aceptor de enlace de hidrógeno, el átomo objetivo, y un donante de enlace de hidrógeno, el átomo de hidrógeno mismo. A veces, en moléculas como el cloroformo (CHCl ₃ ), el carbono puede involucrarse en enlaces de hidrógeno, especialmente cuando está rodeado de átomos electronegativos como el cloro. Un enlace de hidrógeno es inusual y a menudo se llama interacción dipolo-dipolo electrostática (una interacción intermolecular débil), que se agrupa con más enlaces transitorios causados ​​por fluctuaciones cuánticas momentáneas en la carga eléctrica, pero también tiene muchas características de los enlaces covalentes mucho más fuertes, donde las nubes de electrones se superponen directamente. Estas características incluyen la direccionalidad, la fuerza, las distancias interatómicas de producción más cortas que las típicas en las interacciones transitorias de van der Waals y un número limitado de compañeros de interacción, lo que es diagnóstico de enlaces más fuertes.

La longitud de los enlaces de hidrógeno varía dependiendo de la fuerza del enlace, temperatura y presión. La fuerza de unión también depende de una serie de factores, que incluyen temperatura, ángulo de unión, presión y entorno. En agua, la longitud típica de un enlace de hidrógeno es 1.97 Å (197 pm).