Ligação de Hidrogênio

Por Júlio César Lima Lira
A ligação de hidrogênio, muitas vezes erroneamente referenciada como ponte de hidrogênio, é um dos tipos de interação intermolecular (os outros são íon-dipolo, dipolo-dipolo e forças de London) – portanto não pode ser considerada uma ligação covalente – que confere certa estabilidade nas ligações com átomos de alta eletronegatividade.

Frequentemente, podem ser observados líquidos com altos pontos de fusão justamente por apresentarem interações do tipo ligação de hidrogênio que necessitam de muita energia para serem rompidas. Às vezes, mesmo quando um líquido sofre ebulição total, várias ligações desse tipo podem permanecer na fase vapor: em uma determinada massa de ácido acético, por exemplo, vários dímeros são coexistentes com a forma H3CCOOH:

Como pode ser visto no esquema acima, o grupo OH de uma molécula de ácido acético liga-se com o átomo de oxigênio da outra. Formando, então, a ligação de hidrogênio.

Aspectos da ligação de hidrogênio

O hidrogênio só consegue formar esse tipo de ligação com outro átomo se, e somente se, sua carga parcial for positiva. Pois assim, pode aceitar um par eletrônico (ligação covalente coordenada).

No caso do ácido acético, tomando o hidrogênio do grupo OH, pode-se perceber que o par de elétrons compartilhado está mais próximo do átomo de oxigênio (mais eletronegativo). Portanto, o hidrogênio possui, nessa ligação, carga parcial positiva. E, ainda, por ser um átomo pequeno, consegue ser atraído por um dos pares eletrônicos isolados de um átomo de oxigênio (que possui 3) de outra molécula.

Daí surge uma interação extremamente forte ocasionada pela carga parcial positiva do hidrogênio com esse par eletrônico isolado: a ligação de hidrogênio propriamente dita.

Na água também ocorre interações de hidrogênio:

Que a ligação de hidrogênio ocorre entre átomos de alta eletronegatividade é indiscutível. O que muitas vezes pode fugir à literatura é considerar apenas o nitrogênio, o flúor e o oxigênio como os potencias átomos para tal interação. Ora, existem outros átomos também muito eletronegativos (como o de cloro) que podem experimentar tal fenômeno. Assim, não é justo limitar o universo de possibilidades para apenas o grupo N,F,O.

As verdadeiras pontes de hidrogênio

As pontes de hidrogênio não são sinônimas de ligações de hidrogênio, pois, mesmo que possuam tal espécie em comum, são situações completamente diferentes: as pontes de hidrogênio representam um arranjo molecular constituído por 2 elétrons divididos entre 3 átomos (3 centros, 2 elétrons):

Na diborana (B2H6), por exemplo, dois átomos de boro estão ligados entre si pela presença de átomos de hidrogênio que formam, literalmente, uma ponte entre eles. Assim, a espécie BH3 não é evidenciada, mas o seu dímero.

Nesse exemplo, 2 elétrons do hidrogênio de cada ponte são divididos para os 2 átomos de boro (logo, 2 elétrons e 3 átomos – BHB).

Fontes:
ATKINS, Peter. LORETTA, Jones. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente; tradução Ricardo Bicca de Alencastro. – 3ª Ed. – Porto Alegre: Bookman, 2006. 968 páginas.

http://sec.sbq.org.br/cd29ra/resumos/T1907-1.pdf