Chimica: il legame a idrogeno

Di: Matteo D.
Tramite: O2O 01/03/2021
Difficoltà: media
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Introduzione

La chimica è una scienza complessa ma fondamentale per conoscere com'è fatto tutto ciò che ci circonda. La materia è composta da atomi ciascuno dei quali è elencato nella tavola periodica degli elementi (Mendeleev) che si combinano per formare molecole tramite diversi tipi di legami. Inoltre è importante sottolineare che le molecole interagiscono tra di loro attraverso il cosiddetto ponte a idrogeno che tra l'altro interessa la forma più importante per la vita ovvero l'acqua. In riferimento a quanto sin qui premesso, ecco alcune importanti nozioni di chimica riguardanti proprio il legame ad idrogeno.

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Occorrente

  • Testi di chimica
  • Attrezzi da laboratorio di chimica
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Instaurare un legame tra atomi

Un legame di una molecola avviene quando una forza elettrostatica unisce gli atomi o le molecole stesse. Detto ciò va altresì aggiunto che a seconda della forza di un legame, possiamo dividerli in due tipi: forti e deboli. I primi hanno un'energia maggiore e sono più difficili da spezzare, al contrario i secondi ne hanno di meno e di conseguenza è più facile dividerli. A questo punto per fare un esempio di legame forte va citato quello 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). Questo appena descritto è tuttavia un tipo di legame molto debole perfino più di quello ionico.

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Unire due cariche diverse

Dopo aver fatto nel passo precedente della presente guida alcune importanti premesse, adesso è opportuno spiegare come avviene un legame a idrogeno che si forma quando la carica positiva dello stesso viene a contatto con un elemento negativo. L?idrogeno, in questo caso, verrà chiamato accettore, mentre la molecola con cui si unirà assumerà il nome di 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. Entrambi fanno in modo che le molecole di acqua vengano attratte reciprocamente. Per sintetizzare meglio il concetto possiamo asserire che l?atomo di ossigeno della prima molecola, si unirà tramite legame a idrogeno con uno dei due atomi di idrogeno dell?altra.

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Tenere uniti i filamenti del DNA

La potenza di un legame a idrogeno varia a seconda dei casi ma, in media è compresa tra 10 ? 50 KJ/ mol. Premesso ciò va altresì aggiunto che questo tipo di legame è responsabile (relativamente) dell'alta temperatura di ebollizione dell'acqua, ma è comunque 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. Detto ciò, è importante sottolineare che il legame appena descritto è a base elettrostatica e del tutto direzionale.

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Attrarre l'elemento più elettronegativo

A margine di questa guida strutturata per descrivere le varie tipologie di legame a idrogeno, è importante sapere che quello definito secondario è il principale responsabile dell'ebollizione delle molecole in cui il processo stesso si manifesta. Per fare un esempio quando l?idrogeno si lega a un atomo come l?ossigeno, la sostanziale differenza in termini di elettronegatività tra i due fa in modo che gli elettroni di legame siano attratti dall?elemento più elettronegativo. Da ciò si evince che il tipo di legame creato risulti di tipo polare, ossia il punto centrale delle cariche positive non corrisponde con quello delle negative.

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