O que é uma ligação de hidrogênio?
Uma ligação de hidrogênio é uma ligação relativamente fraca que os átomos de hidrogênio fazem com os átomos eletronegativos nitrogênio, oxigênio ou flúor. As ligações de hidrogênio são mais fracas que as ligações iônicas, covalentes e metálicas, mas ainda são levemente fortes por si só, com uma energia tipicamente entre 5 a 30 kJ / mole. Em contraste, ligações covalentes fracas têm uma energia de cerca de 155 kJ / mol. A ligação de hidrogênio pode ser uma ligação intermolecular (entre moléculas) ou intramolecular (entre diferentes partes de uma molécula). Esse tipo de ligação pode ocorrer em moléculas orgânicas, como o DNA, e moléculas inorgânicas, como a água. A ligação do hidrogênio é parcialmente responsável pela complexa estrutura secundária e terciária das proteínas.
O exemplo mais onipresente e mais simples de ligação de hidrogênio está na água, onde cada molécula de água é ligada a quatro moléculas de água adjacentes através da ligação de hidrogênio. O átomo de oxigênio em cada molécula de água tem dois elétrons solitários para oferecer, que são rapidamente ligados por átomos de hidrogênio em outras moléculas de água. Além disso, os dois átomos de hidrogênio ligados a cada ligação de oxigênio às moléculas de oxigênio nas moléculas de água adjacentes. Essa ligação intermolecular é responsável pelo ponto de ebulição relativamente alto da água. A água tem um ponto de ebulição extremamente alto em relação aos materiais que consistem em moléculas de tamanho semelhante. Se essas ligações não existissem, a água ferveria a uma temperatura semelhante ao dióxido de carbono (que ferve a -78 ° C ou -108,4 ° F) e a vida como a conhecemos seria impossível.
Uma ligação de hidrogênio consiste em um aceitador de ligação de hidrogênio, o átomo alvo, e um doador de ligação de hidrogênio, o próprio átomo de hidrogênio. Às vezes, em moléculas como o clorofórmio (CHCl 3 ), o carbono pode se envolver na ligação do hidrogênio, principalmente quando envolvido por átomos eletronegativos, como o cloro. Uma ligação de hidrogênio é incomum e geralmente chamada de interação dipolo-dipolo eletrostática (uma interação intermolecular fraca), agrupando-a com ligações transitórias causadas por flutuações quânticas momentâneas na carga elétrica, mas também possui muitas características das ligações covalentes muito mais fortes, onde nuvens de elétrons realmente se sobrepõem diretamente. Essas características incluem direcionalidade, força, distâncias interatômicas de produção mais curtas do que as típicas nas interações transitórias de van der Waals e um número limitado de parceiros de interação, que é o diagnóstico de ligações mais fortes.
O comprimento das ligações de hidrogênio varia dependendo da resistência, temperatura e pressão da ligação. A resistência da união também depende de vários fatores, incluindo temperatura, ângulo da união, pressão e ambiente. Na água, o comprimento típico de uma ligação de hidrogênio é de 1,97 Å (197 pm).