Las moléculas polares que incluyen un átomo de hidrógeno pueden formar enlaces electrostáticos llamados enlaces de hidrógeno. El átomo de hidrógeno es único porque está formado por un solo electrón alrededor de un único protón. cuando el electrón es atraído hacia los otros átomos en la molécula, la carga positiva del protón expuesto produce una polarización molecular.
este mecanismo permite que tales moléculas formen fuertes enlaces de hidrógeno por encima de los enlaces covalentes e iónicos que son la base de la mayoría de los compuestos. Los enlaces de hidrógeno pueden dar a los compuestos propiedades especiales y pueden hacer que los materiales sean más estables que los compuestos que no pueden formar enlaces de hidrógeno.
cómo se forman las moléculas polares
En los enlaces covalentes, los átomos comparten electrones para formar un compuesto estable. En los enlaces covalentes no polares, los electrones se comparten por igual. por ejemplo, en un enlace peptídico no polar, los electrones se comparten equitativamente entre el átomo de carbono del grupo carbonilo de carbono-oxígeno y el átomo de nitrógeno del grupo nitrógeno-hidrógeno amida.
para las moléculas polares, los electrones compartidos en un enlace covalente tienden a reunirse en un lado de la molécula, mientras que el otro lado se carga positivamente. los electrones migran porque uno de los átomos tiene mayor afinidad por los electrones que los otros átomos en el enlace covalente. por ejemplo, aunque el enlace peptídico en sí no es polar, la estructura de la proteína asociada se debe a los enlaces de hidrógeno entre el átomo de oxígeno del grupo carbonilo y el átomo de hidrógeno del grupo amida.
Las configuraciones típicas de enlace covalente emparejan átomos que tienen varios electrones en su capa externa con aquellos que necesitan la misma cantidad de electrones para completar su capa externa. los átomos comparten los electrones adicionales del átomo anterior, y cada átomo tiene una capa completa de electrones externos parte del tiempo.
a menudo el átomo que necesita electrones adicionales para completar su capa externa atrae a los electrones con mayor fuerza que el átomo que proporciona los electrones adicionales. en este caso, los electrones no se comparten de manera uniforme, y pasan más tiempo con el átomo receptor. como resultado, el átomo receptor tiende a tener una carga negativa mientras que el átomo donante está cargado positivamente. tales moléculas están polarizadas.
cómo se forman los enlaces de hidrógeno
las moléculas que incluyen un átomo de hidrógeno unido covalentemente a menudo están polarizadas porque el único electrón del átomo de hidrógeno es relativamente débil. migra fácilmente al otro átomo del enlace covalente, dejando el único protón cargado positivamente del átomo de hidrógeno en un lado.
cuando el átomo de hidrógeno pierde su electrón, puede formar un fuerte enlace electrostático porque, a diferencia de otros átomos, ya no tiene electrones que protejan la carga positiva. el protón es atraído por los electrones de las otras moléculas, y el enlace resultante se llama enlace de hidrógeno.
enlaces de hidrógeno en el agua
Las moléculas de agua, con fórmula química h 2 o, están polarizadas y forman fuertes enlaces de hidrógeno. el único átomo de oxígeno forma enlaces covalentes con los dos átomos de hidrógeno, pero no comparte los electrones por igual. los dos electrones de hidrógeno pasan la mayor parte de su tiempo con el átomo de oxígeno, que se carga negativamente. Los dos átomos de hidrógeno se convierten en protones cargados positivamente y forman enlaces de hidrógeno con los electrones de los átomos de oxígeno de otras moléculas de agua.
Debido a que el agua forma estos enlaces adicionales entre sus moléculas, tiene varias propiedades inusuales. El agua tiene una tensión superficial excepcionalmente fuerte, tiene un punto de ebullición inusualmente alto y requiere mucha energía para pasar del agua líquida al vapor. tales propiedades son típicas de materiales para los cuales las moléculas polarizadas forman enlaces de hidrógeno.