ENLACE POR PUENTE DE HIDROGENO
Este es un enlace de tipo electrostático que se establece entre el hidrógeno y elementos muy electronegativos como oxígeno, nitrógeno ó flúor, que tienen pares solitarios de electrones con los que pueden contribuir al enlace intermolecular.
El fluoruro de hidrógeno está formado por cadenas de átomos de flúor unidos por puentes de hidrógeno (figura 1). Estas cadenas no son lineales, sino que forman ángulos medios de 135°.
figura 1
Al estar unido el átomo de hidrógeno con un elemento muy electronegativo, el par de electrones está muy atraído por éste, por lo cual queda el hidrógeno casi desposeído de la carga eléctrica negativa, por cuya razón puede formar un enlace de tipo electrostático (puente de hidrógeno) con el átomo muy electronegativo de otra molécula próxima, En realidad, el enlace por puente de hidrógeno podemos considerarlo como una unión entre dipolos muy intensos.
En el caso del agua surge una fuerza atractiva entre los hidrógenos y los oxígenos de las moléculas contiguas:
Figura 2
El enlace por puente de hidrógeno se da con mucha frecuencia en compuestos del tipo alcohol, fenoles, etc., (es decir, en compuestos de la forma R-OH); también en los ácidos carboxílicos (R-COOH) y en algunas amidas (fig. 3).
Figura 3
Las sustancias como el HF, H2O, NH3 . etc., en las que existen enlaces de hidrógeno, presentan puntos de fusión, puntos de ebullición y calores de vaporización anormalmente altos, comparados con compuestos hidro¬genados de sus respectivos elementos homólogos, y ello se debe a que en dichos procesos es preciso aportar la energía necesaria para romper los puentes de hidrógeno existentes entre las moléculas próximas.
Observemos las gráficas A) y B) de la figura 4:
Figura 4
En la gráfica A), observando los puntos de fusión de los compuestos H2Te, H2Se, H2S y H20, todos ellos combinaciones del hidrógeno con elementos del grupo de los anfígenos, vemos que a partir de H2Te decrecen ordenadamente hasta el H2S, luego hay un crecimiento excepcionalmente elevado para el H20. Con respecto a los demás, el punto de fusión del agua es muy elevado.
Este mismo fenómeno se observa en la serie de los hidruros de los halógenos, en la cual vemos que al HF le corresponde un punto de fusión más elevado que el que le correspondería a una secuencia normal de los hidruros del grupo.
Ocurre lo mismo en el caso de las combinaciones del hidrógeno con los elementos nitrogenoideos; se observa una anomalía en la secuencia, al llegar al amoníaco, NH3.
Sin embargo, las combinaciones del hidrógeno con los elementos carbonoideos no presentan anomalías en la secuencia natural de decrecimiento del punto de fusión, desde el SnH4 al CH4.
La explicación del hecho constatado radica en las características de los elementos oxígeno, flúor y nitrógeno, en cuyos respectivos compuestos con el hidrógeno se observan las anomalías. Las tres moléculas, HF y NH3 tienen fuerte carácter polar, y como consecuencia aparecen fuerzas de atracción entre las respectivas moléculas de estos compuestos. Los átomos de hidrógeno quedan en dichas moléculas con un acusado enrarecimiento electrónico, lo que les permite actuar sobre los átomos polarizados negativamente de otras moléculas próximas, esta¬bleciéndose así un enlace por puente de hidrógeno que se llevará a cabo una determinada energía de enlace.
Cuando por medio de un cambio de estado, como es la fusión o la ebullición, hay que aportar una energía, es lógico suponer que, en los casos en que se presente este tipo de enlace, sea preciso suministrar energía superior a la que habría que aportar si no existiesen enlaces por puente de hidrógeno.
De la misma forma que en la gráfica A), se pueden justificar las anomalías que se observan en los puntos de ebullición de estos mismos compuestos en la gráfica B).
