Chimica: il legame a idrogeno

Tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

La chimica è una scienza complessa ma fondamentale per conoscere come è fatto tutto ciò che circonda. La materia infatti è composta da atomi, ciascuno di essi elencato nella tavola periodica degli elementi, che si combinano a formare molecole tramite diversi tipi di legami. Anche le molecole tuttavia interagiscono tra di loro, attraverso tramite il legame a idrogeno (o ponte a idrogeno), che interessa la molecola più importante per la vita: l'acqua. Scopriamo quindi quali sono i requisiti per la sua formazione e le sue altre caratteristiche.

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Occorrente

  • Un atomo di idrogeno legato con legame covalente a elementi molto elettronegativi
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Un legame avviene quando una forza elettrostatica unisce gli atomi o le molecole. A seconda della forza di un legame, possiamo dividerli in due tipi: i legami forti e i legami deboli. Quelli forti hanno un energia maggiore e sono più difficili da spezzare, al contrario di quelli deboli con minore energia. Un esempio di legame forte è dato dal legame covalente puro, che si instaura tra atomi con pari elettronegatività. Il legame a idrogeno invece è l’interazione tra due dipoli (cioè un sistema composto da cariche uguali e opposte di segno e separate da una distanza costante nel tempo), in cui è presente un atomo di idrogeno, unito a elementi negativi, attraverso un legame covalente (cioè un legame che dà stabilità, mettendo in comune gli elettroni). È un tipo di legame molto debole, perfino più del legame ionico.

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Il legame a idrogeno, quindi, si forma quando, la carica positiva dell’idrogeno viene a contatto con un elemento negativo, che lega a se l’H. L’idrogeno, in questo caso, verrà chiamato accettore, mentre la molecola con cui si unirà verrà chiamata donatore. Un esempio lampante è il legame a idrogeno che si instaura tra le molecole dell’acqua H2O. In questo caso abbiamo 1 atomo di ossigeno con carica negativa e 2 atomi di idrogeno con carica positiva. Le cariche fanno in modo che le molecole di acqua vengano attratte reciprocamente. Quindi l’atomo di ossigeno della prima molecola, si unirà, tramite legame a idrogeno, con uno dei due atomi di idrogeno dell’altra molecola.

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La potenza di un legame a idrogeno varia a seconda di case, ma, in media è compresa tra 10 – 50 KJ/ mol. Questo tipo di legame è responsabile della (relativamente) alta temperatura di ebollizione dell'acqua, ma è fondamentale anche per tenere uniti i filamenti di DNA e mantenere la struttura secondaria delle proteine, insieme alle altre più deboli interazioni molecolari e forze di van der Waals. È, comunque, un legame a base elettrostatica, ma del tutto direzionale.

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