Puente De Hidrogeno

Puente de Hidrogeno.
Los químicos alemanes Hantzch y Werner, en el año de 1902, buscando interpretar algunas propiedades inherentes a pequeñas moléculas asociadas, fueron los primeros en dar cuenta de la existencia de una interacción intermolecular débil en agregados de moléculas de HCl y NH3, entre otras, existente entre grupos funcionales de moléculas vecinas, y en donde un átomo dehidrógeno estaba covalentemente unido a un átomo electronegativo, y a la cual dieron el nombre de nebenvalenz, cuyo significado es “la menor valencia”. Más tarde, en 1912, Moore y Winmill hicieron mención directa del enlace de hidrógeno al asignar al hidróxido de trimetilamonio la estructura.

Dicha estructura explica la debilidad básica del hidróxido de trimetilamonio comparada con el hidróxido detetrametilamonio. No obstante, quienes introdujeron por primera vez la definición de enlace de hidrógeno a la química fueron Latimer y Rodebush, e independientemente M. Huggins, en el año de 1920. Ellos enmarcaron la definición del enlace de hidrógeno dentro de la teoría de valencia de Lewis para explicar la ionización de compuestos polares y el fenómeno de auto-asociación en líquidos. Entrelos compuestos estudiados por estos autores se encontraban, entre otros, el amoniaco, cloruro de hidrógeno, cloruro de amonio, ácido fluorhídrico, ácido sulfúrico y agua.
Definición del Enlace de Hidrógeno en Términos de Geometría y Energía.
En general, el enlace de hidrógeno está constituido por un grupo donador de hidrógeno X-H y un grupo aceptor A, con requerimiento mínimo de acercamientoentre ellos dado por las distancias de contacto de van der Waals. Esta no es más que la distancia mínima a la cual se pueden acercar dos átomos no enlazados y su definición principal está dada por el radio de van der Waals. Por lo tanto, el enlace de hidrógeno se puede describir en función de los siguientes parámetros: d, D, θ y r, como se muestra en la siguiente figura.

En la tabla siguiente semuestran algunas distancias de contacto de van der Waals y de enlaces de hidrógeno.

Una estricta descripción de los requerimientos geométricos para la formación del enlace de hidrógeno amerita el uso de más parámetros independientes. El número de parámetros dependerá particularmente de la naturaleza del sistema. Por lo tanto, para un par de moléculas biatómicas como se muestro en la figuraanterior mostrada, una descripción más detallada necesita considerar al ángulo de torsión alrededor de H···A, aumentándose así el número de parámetros independientes a 5, siempre y cuando la posición de A quede definida. En enlaces dobles y triples, la distancia del enlace de hidrógeno formado se mide usualmente desde el centro del enlace. En cambio, para anillos fenilos se toma el centroide comopunto de referencia. En las figuras que se muestra a continuación, se tiene una serie de ejemplos de enlaces de hidrógeno donde están involucrados sistemas de dobles y triples enlaces en fase gaseosa, como también se puede observar un conjunto de disposiciones en las cuales se define los parámetros geométricos para el enlace de hidrógeno en el caso donde se vea involucrado un anillo fenilo.

LaFigura siguiente representa esquemáticamente el perfil de energía potencial en función de la distancia de una interacción intermolecular típica, dado por un enlace de hidrógeno H···A. La energía más baja se tiene cuando la distancia do llega al equilibrio, haciéndose negativa si d>do, y positiva sólo para distancias más cortas. La línea cero en energía separa las regiones energéticas deestabilización (E<0) de las de desestabilización (E>0). Cualquier desviación no significativa de la distancia de equilibrio no representaría un costo en entalpía. Sin embargo, si tal desviación resultara muy grande, los gastos entálpicos también serían grandes, de tal manera que el sistema se desestabiliza. Es claro, que si se consideran las fuerzas de interacción en vez de las energías de...