Legaturi intermoleculare:Legatura de hidrogen

Legatura de hidrogen se formeaza intre molecule sau grupari de atomi formate dintr-un element puternic electronegativ – F, O, Cl, N, si H;
Legatura de hidrogen se datoreaza faptului ca norul electronic si asa subtire, din jurul nucleului de hidrogen este deplasat spre atomul puternic electronegativ cu care formeaza legatura. In acest fel, protonul este foarte putin ecranat, actiunea lui atractiva putandu-se exercita asupra electronilor unui atom vecin.
Orbitalul 1s al H devine practic gol si poate fi ocupat de o pereche de electroni neparticipanti ai atomului electronegativ;
Rezulta o legatura ce pare a fi coordinativa, diferenta constand in aceea ca se pastreaza structura moleculelor participante si in plus legatura element electronegativ - H este mai slaba si mai lunga decat cea dintre element electronegativ si H ce ii apartine.

Proprietati ale legaturii de hidrogen

Legaturile de hidrogen pot fi intermoleculare si intramoleculare;
Legaturile de hidrogen au lungimi mai mari de 2.3A fiind clasificate in scurte (2.3-2.5A) si lungi >3A;
Taria legaturii creste cu marimea electronegativitatii atomilor implicati:
Eleg H-F>Eleg H-O>Eleg N-H
fiind de ordinul zecilor de KJ/mol.
Legatura de hidrogen si teoria legaturii chimice
Natura legaturii este fizica – diminuarea energiei sistemului molecular prin trecerea unei perechi de electroni, chiar neparticipanti intr-un orbital de energie mai joasa – 1s al H.

Legatura de hidrogen si teoria legaturii chimice
Legatura de hidrogen este directionata liniar in lungul orbitalilor apartinand elementului electronegativ din care provin ‘’electronii neparticipanti’’ participanti la legatura.
Legatura de hidrogen si teoria legaturii chimice
Corelatia structura-proprietati
Unii compusi cum sunt H2O, HF, NH3 au temperaturi de topire net diferite – ‘’anormale’’ de ale compusilor din seriile omoloage:
H2O, H2S, H2Se, H2Te
HF, HCl, HBr, HI.
Punctele de fierbere si topire cresc cu masa moleculara in seriile omoloage.

Corelatia structura-proprietati

Structura ghetii este formata din tetraedri de H2O, alcatuind o structura afanata, ce determina o densitate mai redusa ca a apei lichide.
La temperatura de topire (0oC) o mare parte din legaturi se distrug si drept urmare densitatea apei incepe sa creasca. Pana la punctul de fierbere au loc doua fenomene cu efecte opuse, a caror predominanta determina modul de variatie a densitatii apei cu temperatura:
scaderea cu temperatura a volumului ocupat datorita ruperii unui numar din ce in ce mai mare de legaturi de hidrogen, determinand cresterea densitatii;
cresterea volumului cu temperatura datorita agitatiei termice.
Pana la 3,98oC predomina primul fenomen, dupa care predomina cel datorat agitatiei termice.
Marirea de volum cu 9% la trecerea din stare lichida in stare lichida este cauza distrugerii multor materiale de constructii.

Clivajul ghipsului – datorat structurii in care exista plane cu legaturi slabe – numai legaturi de hidrogen.