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Formacion de puentes de hidrogeno



agosto 25, 2022

Estructura del agua

Un enlace de hidrógeno es una fuerza intermolecular (FMI) que forma un tipo especial de atracción dipolo-dipolo cuando un átomo de hidrógeno unido a un átomo fuertemente electronegativo se encuentra en las proximidades de otro átomo electronegativo con un par de electrones solitarios. Las fuerzas intermoleculares (FMI) se producen entre moléculas. Otros ejemplos son las interacciones dipolo-dipolo ordinarias y las fuerzas de dispersión. Los enlaces de hidrógeno suelen ser más fuertes que las fuerzas dipolares ordinarias y de dispersión, pero más débiles que los verdaderos enlaces covalentes e iónicos.

Muchos elementos forman compuestos con hidrógeno. Si se representan los puntos de ebullición de los compuestos de los elementos del grupo 14 con hidrógeno, se observa que los puntos de ebullición aumentan a medida que se desciende en el grupo.

El aumento del punto de ebullición se debe a que las moléculas son cada vez más grandes y tienen más electrones, por lo que las fuerzas de dispersión de Van der Waals son mayores. Si se repite este ejercicio con los compuestos de los elementos de los grupos 15, 16 y 17 con hidrógeno, ocurre algo extraño.

Enlace metálico

Un enlace de hidrógeno es una fuerza intermolecular (FMI) que forma un tipo especial de atracción dipolo-dipolo cuando un átomo de hidrógeno unido a un átomo fuertemente electronegativo se encuentra en la proximidad de otro átomo electronegativo con un par de electrones solitarios. Las fuerzas intermoleculares (FMI) se producen entre moléculas. Otros ejemplos son las interacciones dipolo-dipolo ordinarias y las fuerzas de dispersión. Los enlaces de hidrógeno suelen ser más fuertes que las fuerzas dipolares ordinarias y de dispersión, pero más débiles que los verdaderos enlaces covalentes e iónicos.

Muchos elementos forman compuestos con hidrógeno. Si se representan los puntos de ebullición de los compuestos de los elementos del grupo 14 con hidrógeno, se observa que los puntos de ebullición aumentan a medida que se desciende en el grupo.

El aumento del punto de ebullición se debe a que las moléculas son cada vez más grandes y tienen más electrones, por lo que las fuerzas de dispersión de Van der Waals son mayores. Si se repite este ejercicio con los compuestos de los elementos de los grupos 15, 16 y 17 con hidrógeno, ocurre algo extraño.

Fuerzas de Van der Waals

Imagen de AFM de moléculas de diimida naftalenotracarboxílica sobre silicio con terminación de plata, interactuando mediante enlaces de hidrógeno, tomada a 77 K.[1] («Los enlaces de hidrógeno» en la imagen superior están exagerados por artefactos de la técnica de obtención de imágenes.[2][3][4])

Un enlace de hidrógeno (o enlace H) es una fuerza de atracción principalmente electrostática entre un átomo de hidrógeno (H) que está unido covalentemente a un átomo o grupo «donante» más electronegativo (Dn), y otro átomo electronegativo que tiene un par de electrones solitarios, el aceptor del enlace de hidrógeno (Ac). Este sistema de interacción suele denominarse Dn-H—Ac, donde la línea continua indica un enlace covalente polar y la línea punteada indica el enlace de hidrógeno[5] Los átomos donantes y aceptores más frecuentes son los elementos de segunda fila: nitrógeno (N), oxígeno (O) y flúor (F).

Los enlaces de hidrógeno pueden ser intermoleculares (entre moléculas separadas) o intramoleculares (entre partes de la misma molécula)[6][7][8][9] La energía de un enlace de hidrógeno depende de la geometría, del entorno y de la naturaleza de los átomos donantes y aceptores específicos, y puede variar entre 1 y 40 kcal/mol[10], lo que los hace algo más fuertes que una interacción de van der Waals y más débiles que los enlaces totalmente covalentes o iónicos. Este tipo de enlace puede darse en moléculas inorgánicas como el agua y en moléculas orgánicas como el ADN y las proteínas. Los enlaces de hidrógeno son los responsables de mantener unidos materiales como el papel y la lana de fieltro, y de hacer que hojas de papel separadas se peguen entre sí después de mojarse y secarse posteriormente.

Enlace de hidrógeno

Figura 2Variación del potencial zeta del MMT con el pH (a) y de los iones K+ producidos en el proceso de adsorción del MMT/yes (b). Las mediciones se realizaron por triplicado. Volumen = 30 ml, [RhB] = 0,05 mM, [MB] = 0,1 mM, pH = 5,6-6,2, MMT = 20 mg, T = 25 °C.Imagen a tamaño completo

Espectros ATR-FTIR in situ del proceso de adsorciónLa figura 4 muestra los espectros ATR-FTIR in situ obtenidos durante la adsorción del colorante. El espectro de fondo se obtuvo cuando el H2O se había equilibrado en la superficie del MMT. A medida que se adsorbe el colorante, las bandas negativas indican la pérdida de agua del MMT o la ruptura de la vibración del cristal del propio MMT, y las bandas positivas indican la formación de enlaces derivados de la adsorción de colorantes en las interfaces MMT-agua. Las asignaciones de los picos IR para los colorantes adsorbidos en la superficie del MMT se indican en la Tabla 2. El amplio pico entre 2500 y 3200 cm-1 se atribuye a bandas superpuestas; vibración C-H de alcanos, flexión C=C en anillos aromáticos y vibración C-N de aminas terciarias de MB (Fig. 4a), RhB (Fig. 4b) y Or II (Fig. 4c)38. En el caso del MB y el RhB, las bandas se hacen más anchas con el tiempo, lo que indica que toda la molécula se encuentra en el espacio interlaminar del MMT y las imágenes de SEM muestran el agregado de moléculas de MB en el espacio interlaminar (véase la Figura Suplementaria S3)39,40. Estos resultados contrastan con los de Or II, que casi no muestra agregados (Fig. 4c).Figura 4

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