¿Qué son los enlaces de hidrógeno?

Cada vez que H forma enlaces con cualquiera de O, F y N, el enlace formado se llama enlace de hidrógeno. Es un caso especial de fuerzas de interacción dipolo dipolo.

Esto sucede debido a la alta diferencia de electronegatividad de H y (F, N, O)

La fuerza de los enlaces H depende de la diferencia en la electronegatividad, más fuerte es la diferencia del enlace.

Entonces, el orden de la fuerza de unión es HF> H2O> NH3.

El par solitario presente en O, F, N atrae los átomos de H y existe una interacción dipolo dipolo.

El enlace de hidrógeno también juega un papel importante en la determinación de las estructuras tridimensionales adoptadas por las proteínas y las bases nucleicas. En estas macromoléculas, la unión entre partes de la misma macromolécula hace que se pliegue en una forma específica, lo que ayuda a determinar el papel fisiológico o bioquímico de la molécula. Por ejemplo, la estructura helicoidal doble del ADN se debe en gran parte al enlace de hidrógeno entre sus pares de bases (así como a las interacciones de apilamiento de pi), que unen una cadena complementaria a la otra y permiten la replicación.

En la estructura secundaria de las proteínas, se forman enlaces de hidrógeno entre los oxígenos del esqueleto y los hidrógenos de amida. Cuando la separación de los residuos de aminoácidos que participan en un enlace de hidrógeno se produce regularmente entre las posiciones i e i + 4, se forma una hélice alfa. Cuando el espacio es menor, entre las posiciones i e i + 3, se forma una hélice 310. Cuando dos cadenas están unidas por enlaces de hidrógeno que implican residuos alternos en cada cadena participante, se forma una lámina beta. Los enlaces de hidrógeno también juegan un papel en la formación de la estructura terciaria de la proteína a través de la interacción de los grupos R. (Ver también plegamiento de proteínas).

El papel de los enlaces de hidrógeno en el plegamiento de proteínas también se ha relacionado con la estabilización de proteínas inducida por osmolitos. Los osmolitos protectores, como la trehalosa y el sorbitol, desplazan el equilibrio de plegamiento de proteínas hacia el estado plegado, de manera dependiente de la concentración. Si bien la explicación predominante de la acción del osmolito se basa en los efectos de volumen excluidos, que son de naturaleza entrópica, los recientes experimentos de dicroísmo circular (CD) han demostrado que el osmolito actúa a través de un efecto entalpico. El mecanismo molecular para su papel en la estabilización de proteínas todavía no está bien establecido, aunque se han propuesto varios mecanismos. Recientemente, las simulaciones de dinámica molecular por computadora sugirieron que los osmolitos estabilizan las proteínas modificando los enlaces de hidrógeno en la capa de hidratación de proteínas

Existen principalmente dos tipos de enlace en función del nivel de formación …… 1) enlace debido a las fuerzas de atracción interatómica y 2) enlace debido a las fuerzas de atracción intermolecular .

El primer tipo de enlace es el enlace químico , y el segundo se puede decir como enlace físico .

El enlace de hidrógeno pertenece al segundo tipo que es el enlace intermolecular .

Cuando cualquier molécula que contiene hidrógeno como partícula constituyente tenga algún enlace con otro átomo. Este átomo de hidrógeno podría haber formado un enlace iónico o un enlace covalente . En ambas condiciones ( después de perder el electrón para hacer enlaces iónicos o después de compartir electrones para el enlace covalente ), el átomo de hidrógeno solo tendría núcleo, un centro con carga positiva, ahora este centro ( + muy cargado ) puede ser fácilmente atraído hacia cualquier carga negativa extremos de otra molécula ( como un par de electrones prestados o los extremos negativos de cualquier molécula polar ), ¡y esta fuerza de atracción se llama enlace de hidrógeno !

En los compuestos en los que un átomo de hidrógeno está unido covalentemente a un átomo altamente electronegativo como el nitrógeno, el oxígeno o el flúor, la fuerte fuerza de atracción entre los átomos de hidrógeno de una molécula para el átomo electronegativo de otra molécula se denomina enlace de hidrógeno.

Los enlaces de hidrógeno son atracciones electromagnéticas entre los polos positivos y negativos de los átomos. Estos enlaces son débiles y se rompen fácilmente, pero representan muchas de las propiedades importantes de cosas como el agua y el ADN. Todas las cosas en la tierra están hechas de pequeñas partículas llamadas átomos. Estos átomos se unen entre sí para formar todas las cosas que ves a tu alrededor en este momento. Dependiendo de qué tipos de átomos están involucrados y cómo se unen entre sí, eso puede decirle mucho sobre cómo va a actuar cualquier cosa en particular. Existen algunos tipos de vínculos, algunos más fuertes que otros. El tipo de enlace más fuerte, el enlace covalente, implica compartir electrones entre dos átomos. El enlace covalente entre carbono e hidrógeno son los cuatro átomos de hidrógeno, cada uno de los cuales comparte un electrón con el carbono. ¿Te imaginas tratando de romper eso? El tipo de enlace más débil es el enlace de hidrógeno. En lugar de compartir electrones, algo que une realmente a los átomos, los enlaces de hidrógeno se forman utilizando las propiedades electromagnéticas de los átomos. Un enlace de hidrógeno es la atracción electromagnética entre las moléculas polares en las que el hidrógeno está unido a un átomo más grande, como el oxígeno o el nitrógeno. Esto no es compartir electrones, como en un enlace covalente. En cambio, esta es una atracción entre los polos positivo y negativo de los átomos cargados.

La atracción electrostática entre un átomo de H unido covalentemente a un átomo altamente electronegativo X (O, N, F) y un par solitario de electrones de X en otra molécula, se llama enlace de hidrógeno.

El enlace de hidrógeno es la fuerza débil de atracción.

Por ejemplo:
Fluoruro de hidrógeno, HF
Agua, H2O
Amoniaco, NH3

Tipos de enlaces de hidrógeno:

1- Enlace de hidrógeno intermolecular
Este tipo de enlace H se forma entre dos moléculas diferentes de la misma o diferente sustancia.
Por ejemplo:
HF, H2O, NH3, etc.

2- enlace de hidrógeno intramolecular
Este tipo de H-BONDING se forma entre el átomo de hidrógeno y el átomo electronegativo presente dentro de las mismas moléculas.
Por ejemplo:
O-nitrfenol, ácido 2- nitrobenzoico, etc.

Ver el artículo de Wikipedia Enlace de hidrógeno