As ligações de hidrogênio e seus efeitos

ligacao de hidrogenio

As ligações de hidrogênio e seus efeitos envolve a interação envolvendo um átomo de hidrogênio com outros átomos tendo uma alta afinidade por elétrons. Essa ligação é mais fraca do que uma ligação iônica ou ligação covalente, mas mais forte do que as forças de van der Waals. As ligações de hidrogênio podem existir entre átomos em moléculas diferentes ou em partes da mesma molécula. Um átomo do par (o doador), sobretudo, um átomo de flúor, nitrogênio ou oxigênio, é covalentemente ligado a um átomo de hidrogênio (―FH, ―NH ou ―OH), cujos elétrons ele compartilha desigualmente; sua alta afinidade eletrônica faz com que o hidrogênio assuma uma leve carga positiva.

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O outro átomo do par, também tipicamente F, N ou O, tem um par de elétrons não compartilhado, o que lhe dá uma leve carga negativa. Principalmente por atração eletrostática, o átomo doador efetivamente compartilha seu hidrogênio com o átomo aceitador para formar uma ligação. Por causa de sua extensa ligação de hidrogênio, a água (H2O) é líquida em uma faixa muito maior de temperaturas. A água também é um bom solvente para compostos iônicos e muitos outros, pois forma facilmente ligações de hidrogênio com o soluto. 

Alguns efeitos da ligação de hidrogênio nos elementos

Associação

As moléculas de ácidos carboxílicos existem como dímeros por causa da ligação de hidrogênio. 

Dissociação

Em solução aquosa, o HF se dissocia e dá o íon difluoreto em vez do íon fluoreto. Isso se deve às ligações de hidrogênio em HF. As moléculas de HCl, HBr, HI não formam uma ligação de hidrogênio. Isso explica a inexistência de compostos como KHCl2, KHBr2, KHI2.

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Por que os compostos com ligações de hidrogênio têm pontos de fusão e ebulição altos?

Os compostos com ligações de hidrogênio apresentam pontos de fusão e ebulição anormalmente altos. O alto ponto de fusão e ebulição do composto contendo ligações de hidrogênio é sobretudo devido ao fato de que alguma energia extra é necessária para quebrar essas ligações.

  • O ponto de ebulição incomumente alto do fluoreto de hidrogênio entre o ácido halógeno se deve à existência de ligações de hidrogênio.
  • H2O é um líquido enquanto H2S, H2Se e H2Te são todos gases em temperatura normal. Na água, a ligação de hidrogênio causa ligações nas moléculas de água que resultam em um ponto de ebulição da água maior do que o dos outros compostos.
  • A amônia tem um ponto de ebulição mais alto que o PH3 porque há ligações de hidrogênio no NH3, mas não no PH3.
  • O etanol tem um ponto de ebulição mais alto do que o éter dietílico porque há ligações de hidrogênio no etanol.

Propriedades da ligação de hidrogênio

  • Solubilidade: os álcoois inferiores são solúveis em água por causa da ligação de hidrogênio e ocorre principalmente entre a água e a molécula de álcool.
  • Volatilidade: Como os compostos que envolvem ligações de hidrogênio entre diferentes moléculas têm um ponto de ebulição mais alto, eles são menos voláteis.
  • Viscosidade e tensão superficial: As substâncias que contêm ligações de hidrogênio existem como uma molécula associada. Portanto, seu fluxo se torna relativamente difícil. Eles têm maior viscosidade e alta tensão superficial.
  • A densidade mais baixa do gelo do que a da água: No caso do gelo sólido, a ligação de hidrogênio dá origem a uma estrutura semelhante a uma gaiola de moléculas de água. Na verdade, cada molécula de água liga em uma geometria tetraédrica a quatro moléculas de água. As moléculas não são tão compactadas quanto no estado líquido. Quando o gelo derrete, a estrutura semelhante a este caso entra em colapso e as moléculas se aproximam umas das outras. Assim, para a mesma massa de água, o volume diminui e a densidade aumenta. Portanto, o gelo tem uma densidade menor do que a água a 273 K. É por isso que o gelo flutua.

Fonte:

Britannica

Byjus

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