El átomo de hidrógeno está unido al átomo altamente electronegativo. El hidrógeno se utiliza como medio para generar una interacción intermolecular o intramolecular especial en forma de X-H…Y, llamada enlace de hidrógeno.
Los enlaces de hidrógeno pueden ser intermoleculares o intramoleculares. Su energía de enlace máxima es de aproximadamente 200 kJ/mol, generalmente 5-30 kJ/mol, que es más pequeña que el enlace valente general, el enlace iónico y el enlace metálico, pero más fuerte que la atracción electrostática.
Los enlaces de hidrógeno son de particular importancia para los biopolímeros, que son parte del motivo por el cual se estabilizan las estructuras secundarias, terciarias y cuaternarias de proteínas y ácidos nucleicos.
Información ampliada
Clasificación de los enlaces de hidrógeno
1. Enlaces de hidrógeno intermoleculares
Los líquidos con enlaces de hidrógeno entre moléculas tienen una viscosidad general mayor. Por ejemplo, los compuestos polihidroxi como el glicerol, el ácido fosfórico y el ácido sulfúrico concentrado pueden formar numerosos enlaces de hidrógeno entre moléculas y estas sustancias suelen ser líquidos viscosos. Punto de fusión y punto de ebullición Cuando sustancias con enlaces de hidrógeno entre moléculas se funden o vaporizan, además de superar las fuerzas intermoleculares puras, también se debe elevar la temperatura y se debe suministrar una cantidad adicional de energía para destruir los enlaces de hidrógeno entre moléculas. Puntos de fusión de estas sustancias, el punto de ebullición es mayor que el punto de fusión y el punto de ebullición de la misma serie de hidruros.
2. Enlaces de hidrógeno simétricos
Normalmente el hidrógeno se conecta al átomo X a través de un enlace de valencia ***, y al átomo Y a través de una "cadena de hidrógeno" más larga y más débil. Incluso si X e Y son los mismos elementos, las distancias X-H y H...Y a menudo no son iguales. Pero en la sal ácida del tipo M HA2?, donde A es F? o ciertos ácidos orgánicos (como el ácido acético y el ácido benzoico), el átomo de hidrógeno está exactamente en el centro de los átomos X e Y (X-H... Y). Ejemplos de este tipo se denominan enlaces de hidrógeno simétricos y tienden a tener energías de enlace mayores y longitudes de enlace más cortas.
Los fenómenos de los enlaces de hidrógeno simétricos y asimétricos suelen ser difíciles de explicar. Una explicación más agradable es considerar los enlaces de hidrógeno en los iones FHF como puentes de hidrógeno, similares a los enlaces puente de boro BHB en el diborano. Es solo que el enlace del puente de boro es un enlace de tres centros y dos electrones, mientras que el enlace del puente de hidrógeno es un enlace de tres centros y cuatro electrones.
3. Doble enlace de hidrógeno
Desde 1995, se ha informado que existe un nuevo tipo de fuerza intermolecular llamada doble enlace de hidrógeno entre muchos tipos de moléculas. fórmula general AH...HB expresa. La longitud del enlace de los enlaces dobles de hidrógeno es generalmente inferior a 220 pm y el límite puede ser 270 pm. La energía del enlace oscila entre n~n*10 kJ/mol, lo que equivale al nivel de energía de las fuerzas intermoleculares tradicionales.
Algunos ejemplos de dobles enlaces de hidrógeno incluyen: BH4?…HCN, BH4?…CH4, LiH…NH4, LiH…HCN, LiH…HC≡CH, CH4…H-NH3 y H-Be-H. ...H-NH3, etc. Entre ellos, BH4?...HCN tiene la longitud de enlace de hidrógeno doble más corta (171 pm) y la energía de enlace más alta (75,44 kJ/mol), que es mucho mayor que la energía de enlace de hidrógeno entre agua y HF. En la actualidad, la investigación sobre los dobles enlaces de hidrógeno no está muy profunda.
Enciclopedia Baidu-Enlace de hidrógeno