Qu'est-ce qu'une liaison hydrogène?

Une liaison hydrogène est une liaison relativement faible que les atomes d'hydrogène établissent avec les atomes électronégatifs d'azote, d'oxygène ou de fluor. Les liaisons hydrogène sont plus faibles que les liaisons ioniques, covalentes et métalliques, mais restent néanmoins relativement fortes en elles-mêmes, avec une énergie comprise généralement entre 5 et 30 kJ / mole. En revanche, les liaisons covalentes faibles ont une énergie d’environ 155 kJ / mol. La liaison hydrogène peut être une liaison intermoléculaire (entre molécules) ou intramoléculaire (entre différentes parties d'une molécule). Ce type de liaison peut se produire à la fois dans les molécules organiques, telles que l'ADN, et les molécules inorganiques, telles que l'eau. La liaison hydrogène est partiellement responsable de la structure complexe secondaire et tertiaire des protéines.

L'exemple le plus répandu et le plus simple de liaison hydrogène est l'eau, où chaque molécule d'eau est liée à quatre molécules d'eau adjacentes par liaison hydrogène. L'atome d'oxygène dans chaque molécule d'eau a deux électrons isolés à offrir, qui sont rapidement liés aux atomes d'hydrogène des autres molécules d'eau. De plus, les deux atomes d'hydrogène liés à chaque oxygène se lient aux molécules d'oxygène des molécules d'eau adjacentes. Cette liaison intermoléculaire est responsable du point d'ébullition de l'eau relativement élevé. L'eau a un point d'ébullition extrêmement élevé par rapport aux matériaux constitués de molécules de taille similaire. Si ces liaisons n'existaient pas, l'eau bouillirait à une température similaire à celle du dioxyde de carbone (qui bouillait à -78 ° C ou -108,4 ° F) et la vie telle que nous la connaissons serait impossible.

Une liaison hydrogène consiste en un accepteur de liaison hydrogène, l'atome cible, et un donneur de liaison hydrogène, l'atome d'hydrogène lui-même. Parfois, dans des molécules telles que le chloroforme (CHCl ₃ ), le carbone peut être impliqué dans les liaisons hydrogène, en particulier lorsqu'il est entouré d'atomes électronégatifs tels que le chlore. Une liaison hydrogène est inhabituelle et est souvent appelée une interaction électrostatique dipôle-dipôle (une interaction intermoléculaire faible). Elle est liée à des liaisons plus transitoires causées par des fluctuations quantiques momentanées de la charge électrique, mais elle possède également de nombreuses caractéristiques, telles que des liaisons covalentes beaucoup plus fortes. où les nuages ​​d'électrons se chevauchent réellement directement. Ces caractéristiques comprennent la directivité, la force, les distances de production interatomiques plus courtes que celles typiques des interactions transitoires de van der Waals et un nombre limité de partenaires d’interaction permettant de diagnostiquer des liens plus forts.

La longueur des liaisons hydrogène varie en fonction de la force de la liaison, de la température et de la pression. La résistance de la liaison dépend également de nombreux facteurs, notamment la température, l'angle de liaison, la pression et l'environnement. Dans l'eau, la longueur typique d'une liaison hydrogène est de 1,97 Å (197 pm).