3. PUENTE DE HIDROGENO EN EL AGUA.

 3. PUENTES DE HIDRÓGENO

3.1. ¿Qué es?.        

Es el elemento fundamental en los organismos vivos es el hidrogeno ya que  dos propiedades especificas del hidrógeno depende la supervivencia existencial de la vida y se da por la  cercanía de las electronegatividades del carbono y el hidrógeno y su capacidad para formar puentes cuando esta unido de forma covalente con Nitrógeno  y Oxigeno, también se define como la electrostática con atracción entre un átomo electromagnético y un átomo de hidrógeno unido covalentemente a otro no electronegativo ya que son  macromoléculas que  se encuentran entre las fuerzas no covalentes mayores en los sistemas biológicos. Los enlaces de Hidrógeno permiten la comunicación de distintas moléculas (intermoleculares), pero también pueden conectar diferentes zonas de una misma molécula (intermoleculares). Además, pueden establecerse entre moléculas orgánicas e inorgánicas. Esta fuerza es, por ejemplo, la responsable de mantener la estructura del ADN o de las proteínas y supone uno de los pilares de la naturaleza de los seres vivo según (Monografias.com., 2012) dice que este tipo de atracción tiene solamente una tercera parte de la fuerza de los enlaces covalentes, pero tiene importantes efectos sobre las propiedades de las sustancias en que se presentan, especialmente en cuanto a puntos de fusión y ebullición en estructuras de cristal. 

 

Figura 1. Puentes de hidrógeno https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d3/Proton_Zundel.gif

La  deficiencia parcial en electrones hace que  los átomos de hidrogeno sean susceptibles a la atracción por los electrones no compartidos en los átomos de oxigeno, nitrógeno o flour.

A  continuación se detallan algunos valores de la fuerza de puentes de hidrógeno:

·         F—H...F (155 kJ/mol)

·         O—H...N (29 kJ/mol)

·         O—H...O (21 kJ/mol)

·         N—H...N (13 kJ/mol)

·         N—H...O (8 kJ/mol)

·         HO—H...:OH3+ (18 kJ/mol)

Un caso  especial de la interacción dipolo dipolo es el hidrogeno que relativamente es débil entre -20 y -30 kJ mol ^-1  porque la  fuerza de enlace aumenta al aumentar la electronegatividad y disminuye con el tamaño de los átomos participantes.La energía del enlace de hidrógeno depende del ángulo de enlace que es máxima cuando los tres átomos están alineados y se  disminuye cuando se disponen en ángulo.

3.2. Puente de hidrógeno intermolecular

(Felix H. Beijer, 1998)” nos relata que “ la fuerza del puente de hidrógeno o enlace de Hidrógeno es la fuerza eminentemente electrostática atractiva entre un átomo electronegatividad y un átomo de hidrogeno unido covalente a otro átomo electronegativo”. Es la interacción más fuerte que una dipolo-dipolo en la que no hay puente de hidrogeno y se da en Temperaturas elevadas de Ebullición de los líquidos cuyas moléculas forman puentes. La estructura del agua favorece las interacciones para formar puentes de Hidrogeno, el arreglo siempre es perpendicular entre las moléculas participantes, además, es favorecido por que cada protón unido a un oxigeno muy electronegativo encuentra un electrón no compartido con el que interactúa uno a uno. De lo anterior se concluye que cada átomo de oxigeno en el agua puede formar, mediante su par libre de electrones, dos puentes de hidrógeno, y además, los dos átomos de hidrógeno de la molécula forman dos puentes más. Esta característica es la que hace al agua un líquido muy especial, sus puntos de ebullición, fusión y la viscosidad de la misma son sorprendentemente altos.

Figura 2. enlaces hidrógeno intermoleculares en H2O Y en Cido P- hidroxi benzonico.

3.3.Puente de hidrógeno intramoleculares.

Se considera cuando esta dentro de la misma molécula uniendo a los grupo considerando que estas macromoléculas en el  enlace de hidrógeno de la misma molécula ocasiona que se doble en una forma específica, que ayuda a determinar el rol fisiológico o bioquímico de la molécula. Este  puente de hidrógeno en realidad no es un enlace propiamente dicho, sino que es la atracción experimentada por un átomo electronegativo y un átomo de hidrógeno que están formando parte de distintos enlaces covalentes polares y su función será que el átomo con mayor electronegatividad atraerá hacia si los electrones del enlace, formándose un dipolo negativo, mientras que el átomo de hidrógeno, al ceder parcialmente sus electrones, genera un dipolo de carga positiva en su entorno. 

Los puentes de hidrógeno son los responsables de la mayoría de  de fenómenos importantes como, por ejemplo, la existencia de agua líquida en la superficie de la Tierra. El siguiente gráfico muestra los anómalos puntos de ebullición de NH3, HF y H2O. El agua, si siguiera la tendencia de los hidruros de los
elementos de su grupo del sistema periódico, debería hervir a una temperatura próxima a -100 ºC. Teniendo en cuenta que la temperatura media en la Tierra es de 15 ºC, es evidente que, si así fuera, el agua sería un gas y no un líquido en la superficie de nuestro plantea. Por suerte, los puentes de hidrógeno unen fuertemente las moléculas de agua y elevan su temperatura de ebullición hasta 100 ºC, consiguiendo que sea líquida en las condiciones habituales de la Tierra.

BIBLIOGRAFÍA

Anshu Dandia, Shyam L.Gupta, Ruchi Sharma, Pratibha Saini, Vijay Parewa, Síntesis orgánica sin catalizador asistida por microondas, Proceso verde sostenible para ingeniería y ciencia química y ambiental, 10.1016 / B978-0-12-819848-3.00013-X , (539-622), (2020). 

Felix H. Beijer, Huub Kooijman, Anthony L. Spek, Rint P. Sijbesma y EW Meijer en Angewandte Chemie International Edition, año 1998, volumen 37, páginas 75-78. Muestra dos moléculas. 

Monografias.com., 2012.La noción de puente de hidrógeno se emplea en el ámbito de la Quimica.