IKATAN JEMBATAN HIDROGEN: FITUR UTAMA - KIMIA - 2025

The obligasi Link hidrogen merupakan daya tarik elektrostatik antara dua kelompok kutub yang terjadi ketika sebuah atom hidrogen (H) terikat pada tarik atom yang sangat elektronegatif diberikan pada medan elektrostatik electronegatively dibebankan atom lain di dekatnya.

Dalam fisika dan kimia, ada gaya yang menghasilkan interaksi antara dua atau lebih molekul, termasuk gaya tarik atau tolak, yang dapat bekerja di antara ini dan partikel lain di dekatnya (seperti atom dan ion). Gaya-gaya ini disebut gaya antarmolekul.

Dua molekul berkumpul sendiri menjadi kompleks dimer melalui empat ikatan hidrogen.

Gaya antarmolar lebih lemah di alam daripada gaya yang mengikat bagian-bagian molekul dari dalam ke luar (gaya intramolekuler).

Di antara gaya antarmolekul yang menarik ada empat jenis: gaya ion-dipol, gaya dipol-dipol, gaya van der Waals, dan ikatan hidrogen.

Karakteristik ikatan hidrogen

Ikatan hidrogen adalah antara atom "donor" (yang elektronegatif yang memiliki hidrogen) dan "reseptor" (elektronegatif tanpa hidrogen).

Biasanya menghasilkan energi antara 1 sampai 40 Kkal / mol, membuat tarikan ini jauh lebih kuat daripada yang terjadi pada interaksi van der Waals, tetapi lebih lemah dari ikatan kovalen dan ionik.

Ini biasanya terjadi antara molekul dengan atom seperti nitrogen (N), oksigen (O) atau fluor (F), meskipun juga diamati dengan atom karbon (C) ketika mereka terikat pada atom yang sangat elektronegatif, seperti dalam kasus kloroform ( CHCl ₃ ).

Mengapa persatuan terjadi?

Ikatan ini terjadi karena, dengan terikat pada atom yang sangat elektronegatif, hidrogen (atom kecil dengan muatan biasanya netral) memperoleh muatan positif sebagian, menyebabkannya mulai menarik atom elektronegatif lain ke arah dirinya sendiri.

Dari sini muncul sebuah ikatan yang, meskipun tidak dapat diklasifikasikan sebagai kovalen total, namun ikatan hidrogen dan atom elektronegatifnya ke atom lain ini.

Bukti pertama keberadaan ikatan ini diamati melalui sebuah penelitian yang mengukur titik didih. Tercatat bahwa tidak semua ini meningkat berat molekulnya, seperti yang diharapkan, tetapi ada senyawa tertentu yang membutuhkan suhu lebih tinggi untuk mendidih dari yang diperkirakan.

Dari sini, keberadaan ikatan hidrogen pada molekul elektronegatif mulai diamati.

Panjang tautan

Karakteristik terpenting yang diukur dalam ikatan hidrogen adalah panjangnya (semakin panjang, semakin kurang kuat), yang diukur dalam angstrom (Å).

Pada gilirannya, panjang ini bergantung pada kekuatan ikatan, suhu dan tekanan. Berikut ini dijelaskan bagaimana faktor-faktor ini mempengaruhi kekuatan ikatan hidrogen.

Kekuatan ikatan

Kekuatan ikatan itu sendiri tergantung pada tekanan, suhu, sudut ikatan dan lingkungan (yang dicirikan oleh konstanta dielektrik lokal).

Misalnya, untuk molekul geometri linier, ikatannya lebih lemah karena hidrogen lebih jauh dari satu atom daripada atom lainnya, tetapi pada sudut yang lebih sempit gaya ini tumbuh.

Suhu

Telah dipelajari bahwa ikatan hidrogen cenderung terbentuk pada suhu yang lebih rendah, karena penurunan densitas dan peningkatan pergerakan molekul pada suhu yang lebih tinggi menyebabkan kesulitan dalam pembentukan ikatan hidrogen.

Ikatan dapat diputuskan untuk sementara dan / atau permanen dengan meningkatnya suhu, tetapi penting untuk dicatat bahwa ikatan tersebut juga membuat senyawa memiliki ketahanan yang lebih besar terhadap pendidihan, seperti halnya dengan air.

Tekanan

Semakin tinggi tekanannya, semakin besar kekuatan ikatan hidrogen. Hal ini terjadi karena pada tekanan yang lebih tinggi, atom-atom molekul (seperti dalam es) akan semakin memadat dan ini akan membantu mengurangi jarak antar komponen ikatan.

Faktanya, nilai ini hampir linier saat mempelajari es pada grafik di mana panjang ikatan yang ditemukan dengan tekanan dihargai.

Ikatan jembatan hidrogen dalam air

Molekul air berikatan hidrogen.

Molekul air (H ₂ O) dianggap sebagai kasus ikatan hidrogen yang sempurna: setiap molekul dapat membentuk empat ikatan hidrogen potensial dengan molekul air di dekatnya.

Terdapat jumlah yang sempurna dari hidrogen bermuatan positif dan pasangan elektron tidak terikat di setiap molekul, yang memungkinkan semuanya terlibat dalam ikatan hidrogen.

Inilah sebabnya mengapa air memiliki titik didih yang lebih tinggi daripada molekul lain, seperti amonia (NH ₃ ) dan hidrogen fluorida (HF).

Dalam kasus pertama, atom nitrogen hanya memiliki satu pasang elektron bebas, dan ini berarti bahwa dalam sekelompok molekul amonia tidak ada cukup pasangan bebas untuk memenuhi kebutuhan semua hidrogen.

Dikatakan bahwa untuk setiap molekul amonia, satu ikatan hidrogen terbentuk dan atom H lainnya "terbuang".

Dalam kasus fluorida, terdapat defisit hidrogen dan pasangan elektron "terbuang". Sekali lagi, ada jumlah pasangan hidrogen dan elektron yang tepat dalam air, sehingga sistem ini terikat dengan sempurna.

Ikatan hidrogen dalam DNA dan molekul lain

Dalam protein dan DNA, ikatan hidrogen juga dapat diamati: dalam kasus DNA, bentuk heliks ganda disebabkan oleh ikatan hidrogen antara pasangan basa (blok pembangun yang membentuk heliks), yang memungkinkan molekul-molekul ini direplikasi dan hidup seperti yang kita ketahui keberadaannya.

Dalam kasus protein, hidrogen membentuk ikatan antara oksigen dan hidrogen amida; Bergantung pada posisi di mana itu terjadi, struktur protein yang dihasilkan berbeda akan terbentuk.

Ikatan hidrogen juga terdapat pada polimer alam dan sintetik dan pada molekul organik yang mengandung nitrogen, dan molekul lain dengan jenis ikatan ini masih dipelajari dalam dunia kimia.

Referensi

1. Ikatan hidrogen. (sf). Wikipedia. Diperoleh dari en.wikipedia.org
2. Desiraju, GR (2005). Institut Sains India, Bangalore. Diperoleh dari ipc.iisc.ernet.in
3. Mishchuk, NA, & ​​Goncharuk, VV (2017). Tentang sifat sifat fisik air. Khimiya i Tekhnologiya Vody.
4. Kimia, WI (sf). Apa itu Kimia. Diperoleh dari whatischemistry.unina.it
5. Chemguide. (sf). ChemGuide. Diperoleh dari chemguide.co.uk