Como é chamada a interação do oxigênio de uma molécula de água com o hidrogênio?

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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 é chamada a interação do oxigênio de uma molécula de água com o hidrogênio?

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:

Como é chamada a interação do oxigênio de uma molécula de água com o 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):

Como é chamada a interação do oxigênio de uma molécula de água com o hidrogênio?

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

Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/quimica/ligacao-de-hidrogenio/

�gua Como Subst�ncia

A mol�cula da �gua � formada por dois �tomos de hidrog�nio ligados a um �tomo de oxig�nio por meio de liga��es covalentes (figura 1). O �ngulo de liga��o � de 104,45� em fun��o da estrutura tetra�drica dos orbitais sp3 do oxig�nio (figura 2).

A �gua possui, portanto, uma dipolaridade bastante forte com as cargas positivas do hidrog�nio e negativas do oxig�nio, resultando em uma forte rede de liga��es intermoleculares. Essas liga��es s�o denominadas "pontes de hidrog�nio" e s�o interagidas pela "for�a de Van der Waals".

As propriedades da �gua s�o determinadas pelo �ngulo de liga��o. Se a �gua apresentasse um �ngulo de 180� entre as liga��es, talvez ela n�o fosse um l�quido � temperatura ambiente.

Como é chamada a interação do oxigênio de uma molécula de água com o hidrogênio?
Como é chamada a interação do oxigênio de uma molécula de água com o hidrogênio?

PROPRIEDADES DA �GUA - ESTADO F�SICO

S�lido

A �gua apresenta menor densidade no estado s�lido do que no estado l�quido, o que explica por que o gelo boia sobre a �gua l�quida.

Densidade da �gua

Temperatura (�C) Densidade (g/cm�)
100 0,9584
80 0,9718
60 0,9832
40 0,9922
30 0,9956502
25 0,9970479
22 0,9977735
20 0,9982071
15 0,9991026
10 0,9997026
4 0,9999720
0 0,9998395
−10 0,998117
−20 0,993547
−30 0,983854

Densidade da �gua em gramas por cent�metro c�bico em v�rias temperaturas em graus Celsius.
Os valores abaixo de 0�C se referem � �gua superfundida.

Geralmente, a �gua se expande ao congelar devido � sua estrutura molecular aliada � elasticidade incomum das liga��es de hidrog�nio e � conforma��o cristalina particular de baixa energia que ela assume em condi��es normais de press�o. Isto �, ao resfriar-se a �gua tenta organizar-se numa configura��o de rede cristalina que alonga as componentes rotacionais e vibracionais das liga��es, de forma que cada mol�cula de �gua � afastada das vizinhas. Isso efetivamente reduz a densidade p da �gua quando se forma gelo sob condi��es normais de press�o.

L�quido

A �gua � primariamente um l�quido em condi��es ambientes, o que n�o se poderia prever, uma vez que os outros hidretos an�logos da fam�lia do oxig�nio da tabela peri�dica s�o gases como o sulfeto de hidrog�nio, por exemplo. A raz�o pela qual o hidreto de oxig�nio (�gua) forma um l�quido est� baseada no fato de ele ser mais eletronegativo que todos esses elementos (exceto pelo fl�or).

O oxig�nio atrai el�trons muito mais fortemente que o hidrog�nio, levando a uma carga resultante positiva nos �tomos de hidrog�nio e a uma carga resultante negativa no �tomo de oxig�nio. A presen�a de carga nesses �tomos d� � �gua um "momento dipolo". A atra��o el�trica devida a esse dipolo aproxima as mol�culas de �gua, tornando mais dif�cil separ�-las e, por consequ�ncia, elevando o ponto de ebuli��o.

A �gua pode ser vista como um l�quido polar que se dissocia minimamente num �on hidr�nio (H3O+ aq) e num �on hidroxila (OH- aq) associado. A �gua est� em equil�brio din�mico entre os estados l�quido, s�lido e gasoso nas condi��es ambientes de temperatura e press�o e � a �nica subst�ncia pura encontrada naturalmente na Terra com essa caracter�stica.

Gasoso

As pontes de hidrog�nio tamb�m s�o respons�veis por esta caracter�stica. Para evaporar a �gua, primeiro deve-se romper as pontes de hidrog�nio e, posteriormente, dotar as mol�culas de �gua de suficiente energia cin�tica para se passar para a fase gasosa. Para evaporar 1 grama de �gua precisa-se de 540 calorias a uma temperatura de 20�C.

Como o g�s, o vapor d'�gua � completamente misc�vel com o ar. Por outro lado, a press�o m�xima de vapor termodinamicamente est�vel com a l�quida (ou s�lida) numa dada temperatura � relativamente baixa se comparada com a press�o atmosf�rica total. Por exemplo, se a press�o parcial de vapor for 2% da press�o atmosf�rica e o ar for resfriado a partir de 25�C, aos cerca de 22�C a �gua come�a a condensar-se, definindo o ponto de orvalho, formando neblina ou orvalho.

O processo inverso faz com que a neblina "desapare�a" pela manh�. Se a umidade aumenta � temperatura ambiente (por exemplo, devido a um chuveiro quente) e a temperatura se mant�m a mesma, a �gua gasosa logo chega � press�o de� mudan�a de fase e se condensa como vapor. Um g�s nesse contexto � dito saturado ou a 100% de umidade relativa quando a press�o e o vapor d'�gua no ar est�o em equil�brio com a press�o de vapor devido � �gua (l�quida).

Autores

Lauro de Oliveira Silva J�nior

L�cio Carramillo Caetano

Fontes

Wikipedia, acessado em 07/01/2010.

Macedo Barros �guas & �guas, 2004.

Qual o tipo de ligação entre o oxigênio com o hidrogênio?

Essa atração é chamada ligação de hidrogênio (ou ponte de hidrogênio), e ocorre entre átomos de hidrogênio com oxigênio, nitrogênio ou fluor.

Que tipo de interação existe entre as moléculas de água?

b) A molécula de água apresenta interações do tipo ligações de hidrogênio.

Qual molécula forma ligações de hidrogênio com a água?

A molécula de água consiste de dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio, e a estrutura geral é encurvada. Isso ocorre porque o átomo de oxigênio, além de formar ligações com os átomos de hidrogênio, também possui dois pares de elétrons não compartilhados.

O que são interações de hidrogênio?

Esse tipo de interação ocorre quando a molécula possui hidrogênio ligado a flúor, nitrogênio ou oxigênio, que são átomos fortemente eletronegativos. A ligação de hidrogênio é um exemplo extremo da ligação dipolo permanente-dipolo permanente.