Enlace químicocristi

2º Bachillerato
Curso 2011-2012
IES Cristobal de Monroy

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Contenidos (1)
1.- ¿Por qué se unen los átomos?. Tipos de enlace.
2.- Enlace iónico.
2.1. Energía reticular.
2.2. Ciclo de Born-Haber.
2.3. Estructura de los compuestos iónicos.
2.4- Propiedades de los compuestos iónicos.
3.- Enlace metálico.
3.1. Modelo de deslocalización electrónica.
3.2. Teoría de bandas.
3.3.- Propiedades de los metales.
4.- El enlace covalente.
4.1. Teoría de Lewis.
4.2. Resonancia.
4.3. Modelo de repulsión de pares de electrones. Geometría.
4.4. Polaridad en los enlaces y moléculas. Momento dipolar.
4.5.Teoría del enlace de valencia.

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Contenidos (2)
4.6.- Hibridación.
4.7.- Teoría de orbitales moleculares ().
4.8.- Propiedades de los compuestos covalentes.
5.- Enlaces intermoleculares.
5.1. Fuerzas de Van der Waals.
5.2. Enlace de hidrógeno.

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Tipos de enlaces
 Intramoleculares:
 Iónico.
 Metálico
 Covalente.
 Intermoleculares:
 Fuerzas de Van de Waals
 Fuerzas de London o de dispersión
 Fuerzas dipolo-dipolo
 Enlaces de hidrógeno.

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1.-¿Por qué se unen los átomos?
 Los átomos, moléculas e iones y se unen entre sí porque al
hacerlo se llega a una situación de mínima energía, lo que
equivale a decir de máxima estabilidad.
 Son los electrones más externos, los también llamados
electrones de valencia los responsables de esta unión, al
igual que de la estequiometría y geometría de las
sustancias químicas.

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Diagrama de energía frente a
distancia interatómica

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2.-Enlace iónico
 Se da entre un metal que pierde uno o varios electrones y
un no metal que los captura
 Resultan iones positivos y negativos que se mantienen
unidos por atracciones electrostáticas, formando redes
cristalinas.
 Las reacciones de pérdida o ganancia de e– se llaman
reacciones de ionización:
 Ejemplo: Na – 1 e– Na+
O + 2e– O2–
Reac. global: O + 2 Na O2– + 2 Na+
 Formula del compuesto (empírica): Na2O

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2.1.-Energía de red (reticular) en
los compuestos iónicos ( Hret o U)
 Es la energía desprendida en la formación de un
compuesto iónico sólido a partir de sus iones en estado
gaseoso.
 Ejemplo: En el caso de la formación de NaCl la Er
corresponde a la reacción:
 Na+ (g) + Cl– (g) NaCl (s) ( Hret < 0)
 Es difícil de calcular por lo que se recurre a métodos
indirectos aplicando la ley de Hess. Es lo que se conoce
como ciclo de Born y Haber.

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Factores de los que depende la
Energía reticular
 Al ser siempre negativa consideraremos siempre valores
absolutos.
 A mayor carga de los iones mayor “U”.
Ejemplo: Así el CaO (Ca2+ y O2–) tendrá “U” mayor que el
NaCl (Na+ y Cl–).
 A menor tamaño de los iones mayor “U”.
Ejemplo: Así el NaCl (Na+ y Cl–) tendrá “U” mayor que el
KBr (K+ y Br–).

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Por tanto, la energía reticular expresa la fuerza con que están unidas las partículas de un sólido
cristalino y depende de la intensidad de la fuerza de interacción entre los iones y la geometría del
retículo. Cuanto menor es la distancia interiónica catión-anión, mayor es la atracción entre las cargas
opuestas.
Veamos la siguiente tabla, con algunos valores para ΔEret.

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2.2.-Ciclo de Born-Haber
En 1917, Born y Haber propusieron un ciclo termodinámico
para el cálculo de la energía del retículo de sustancias
iónicas ((ΔEret). El cálculo se realiza según la Ley de Hess.
En este ciclo, es tomada en consideración la reacción
heterogénea para la síntesis de la sal.
A) Para compuestos del tipo MX (por ejemplo:
NaCl, KBr, CsI etc.):

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Las etapas indicadas en el ciclo de Born-Haber para el NaCl son las siguientes:
Reacción heterogénea de formación de la sal a partir de las sustancias simples.
Na (s) + ½ Cl2 (g) → NaCl (s) (ΔHof = -411,1 kJ/mol).
Vaporización (sublimación) del sólido metálico, que es sólido a temperatura
ambiente.
Na (s) → Na (g) (ΔHosub = +107,8 kJ/mol).
Disociación de la molécula diatómica de Cl2, generando átomos de cloro.
Cl-Cl (g) → 2 Cl (g) (Edis = +121 kJ/mol).
Entonces, 1/2 Edis = 119,9 kj/mol.
Ionización del sodio en fase gaseosa.
Na (g) → Na+ (g) + 1e (ΔHPI = +495,4 kJ/mol).
Formación de Cl- en fase gaseosa. Afinidad electrónica y la energía liberada por la
adición de un electrón a un átomo en estado gaseoso.
Cl (g) + 1e → Cl- (g) (ΔHAE = -348,8 kJ/mol).

El balanceo entre la atracción y la repulsión electroestática provoca el
establecimiento de una distancia interiónica de equilibrio volviendo el sistema
más estable que los iones aislados.

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2.3.-Estructura cristalina de los
compuestos con enlace iónico
 Los iones en los compuestos iónicos se ordenan
regularmente en el espacio de la manera más
compacta posible.
 Cada ion se rodea de iones de signo contrario
dando lugar a celdas o unidades que se repiten en
las tres direcciones del espacio.
INDICE DE COODINACIÓN “Es el número de iones
de signo opuesto que rodean a un ion dado”.
 Cuanto mayor es un ion con respecto al otro mayor
es su índice de coordinación.

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Principales tipos de 18

estructura cristalina
 NaCl (cúbica centrada en las caras para
ambos iones)
 Índice de coord. para ambos iones = 6
 CsCl (cúbica para ambos iones)
 Índice de coord. para ambos iones = 8
 CaF2 (cúbica centrada en las caras para el
Ca2+ y tetraédrica para el F– )
 Índice de coord. para el F– = 4
 Índice de coord. para el Ca2+ = 8

F Ca2+

Imágenes: © Ed. Santillana.
Química 2º Bachillerato

Estructura cristalina.
Factores de los que depende.
 El tamaño de los iones.
 La estequeometría que viene dada por la carga de los iones
de forma que el cristal sea neutro.
 Para calcular el nº de átomos por celda se toma una celda
unidad y:
 Se divide por 8 el nº de iones de los vértices.
 Se divide por 4 el nº de iones de las aristas.
 Se divide por 2 el nº de iones centrales de las caras.
 Se suman todos y se añaden los iones del interior de la celda

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Ejemplo: Calcular el nº de cationes y aniones que hay en
las celdas de NaCl, CsCl y CaF2
 NaCl:
 Cl– : 1 ion en cada vértice (8/8 = 1) + 1 ion en el centro de cada cara
(6/2 = 3). En total, 1 + 3 = 4
 Na+: 1 ion en el centro de cada arista (12/4 = 3) + 1 ion en el centro
del cubo (1). En total, 3 + 1 = 4
 CsCl:
 Cl– : 1 ion en cada vértice (8/8 = 1). En total, 1
 Cs+ : 1ion en el centro del cubo (1). En total, 1
 CaF2:
 Ca2+ : 1 ion en cada vértice (8/8 = 1) + 1 ion en el centro cada cara
(6/2 = 3). En total, 1 + 3 = 4
 F– : 8 iones en el interior de cada celda (8). En total, 8
 Hay por tanto el doble F– que Ca2+

F C
a
2+
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2.4.-Propiedades de los
compuestos con enlace iónico
 Puntos de fusión y ebullición elevados (tanto más
cuanto mayor HU) ya que para fundirlos es necesario
romper la red cristalina tan estable por la cantidad de
uniones atracciones electrostáticas entre iones de
distinto signo. Son sólidos a temperatura ambiente.
 Gran dureza.(por la misma razón).
 Solubilidad en disolventes polares (tanto más cuanto
menor U) e insolubilidad en disolventes apolares.
 Conductividad en estado disuelto o fundido. Sin
embargo, en estado sólido no conducen la electricidad.
 Son frágiles.
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Disolución de un cristal iónico en
un disolvente polar

Solubilidad de un cristal iónico
© Grupo ANAYA. Química 2º Bachillerato.

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Fragilidad en un cristal iónico

presión

© Grupo ANAYA. Química 2º Bachillerato.

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3.-Enlace metálico
 Las sustancias metálicas están formadas por átomos de un mismo
elemento metálico (baja electronegatividad).
 Los átomos del elemento metálico pierden algunos electrones,
formándose un catión o “resto metálico”.
 Se forma al mismo tiempo una nube o mar de electrones:
conjunto de electrones libres, deslocalizados, que no pertenecen a
ningún átomo en particular.
 Los cationes se repelen entre sí, pero son atraídos por el mar de
electrones que hay entre ellos. Se forma así una red metálica: las
sustancias metálicas tampoco están formadas por moléculas.
 Existen dos modelos que lo explican:
 Modelo del mar de electrones:
 Modelo de bandas:

Fe

El modelo del mar de electrones representa al metal
como un conjunto de cationes ocupando las posiciones
fijas de la red, y los electrones libres moviéndose con
facilidad, sin estar confinados a ningún catión
específico

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compuestos metálicos
 Conducen el calor debido a la compacidad de los
átomos que hace que las vibraciones en unos se
transmitan con facilidad a los de al lado.
 Tienen, en general, altos P. F. y P. E. Dependiendo de
la estructura de la red. La mayoría son sólidos.
 Tienen un brillo característico debido a la gran
cantidad de niveles muy próximos de energía que
hace que prácticamente absorban energía de
cualquier “ ” que inmediatamente emiten (reflejo y
brillo).

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Propiedades de los compuestos
metálicos.
 Son dúctiles y maleables debido a que no existen
enlaces con una dirección determinada. Si se
distorsiona la estructura los e– vuelven a estabilizarla
interponiéndose entre los cationes.
 Son buenos conductores debido a la deslocalización
de los e–. Si se aplica el modelo de bandas, puede
suponerse que la banda vacía (de conducción está
muy próxima a la banda en donde se encuentran los
e– de forma que con una mínima energía éstos saltan
y se encuentran con una banda de conducción libre.

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4.-Enlace covalente
 Dos átomos unidos mediante enlace covalente tienen menos
energía que los dos átomos aislados.
 Al igual que en el enlace iónico la formación de un enlace
covalente va acompañada de un desprendimiento de energía.
 Se llama energía de enlace a la energía necesaria para romper 1
mol de un determinado tipo de enlace.
 Es siempre endotérmica (positiva).
 Ejemplo: para romper 1 mol de H2 (g) en 2 moles de H (g) se
precisan 436 kJ, Eenlace(H–H) = + 436 kJ
 La distancia a la que se consigue mayor estabilidad se llama
“distancia de enlace”.

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4.1.-Teoría de Lewis
Se basa en las siguientes hipótesis:
 Los átomos para conseguir 8 e– en su última capa
comparten tantos electrones como le falten para
completar su capa (regla del octete).
 Cada pareja de e– compartidos forma un enlace.
 Se pueden formar enlaces sencillos, dobles y triples con
el mismo átomo.

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Ejemplo: Escribir las estructuras de Lewis
completas para las siguientes especies químicas:
CH4, HCN, H2CO, H2SO4, NH4+.
 H H
· ·· |
CH4 ·C· +4 ·H H ··C ·· H ; H–C–H
· ·· |
H H
 HCN H–C N : H
|
 H2CO H–C=O : NH4+ H–N+ H
| ··
H |
H
 ·· ··
:O: :O: :O:
·· ·· ·· ||
H2SO4 H ··O ··S ·· O ·· H ; H–O–S–O–H H–O–S–O–H
·· ·· ·· ||
:O: :O:
·· ·· :O:

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Excepciones a la teoría de Lewis
 Moléculas tipo NO y NO2 que tienen un número
impar de electrones.
 Moléculas tipo BeCl2 o BF3 con marcado carácter
covalente en las cuales el átomo de Be o de B no
llegan a tener 8 electrones.
 Moléculas tipo PCl5 o SF6 en las que el átomo central
tiene 5 o 6 enlaces (10 o 12 e– ).
 Sólo en caso de que el no-metal no esté en el segundo
periodo, pues a partir del tercero existen orbitales “d” y
puede haber más de cuatro enlaces.

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4.2.-Resonancia.
 No siempre existe una única estructura de Lewis que
pueda explicarlas propiedades de una molécula o
ion.
 Por ejemplo, en el ion carbonato CO32–
el C debería formar un doble enlace con
uno de los O y sendos enlaces sencillos
con los dos O– .
 Esto conllevaría a que las distancias C–O y C=O
deberían ser distintas y ángulos de enlace distintos.
 Por difracción de rayos X se sabe que tanto distancias
como los ángulos O–C–O son iguales.

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Resonancia.
 Para explicar tales datos, se supone que los e– de
enlace así como los pares electrónicos sin
compartir, pueden desplazarse a lo largo de la
molécula o ion, pudiendo formar más de una
estructura de Lewis distinta.
 En el caso del ion CO32–, se podrían formar tres
estructuras de Lewis en las que el doble enlace se
formara con cada uno de los átomos de
oxigeno, siendo las tres válidas. Cada una de estas
formas contribuye por igual al la estructura del ion
CO32–, siendo la verdadera estructura una mezcla de
las tres.
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4.3.-Modelo de repulsión de pares
electrónicos y geometría
molecular TRPECV
 Los enlaces covalentes tienen una dirección determinada
y las distancias de enlace y los ángulos entre los mismos
pueden medirse aplicando técnicas de difracción de
rayos X.
 La geometría viene dada por la repulsión de los pares de
e– del átomo central.
 Las parejas de e– se sitúan lo más alejadas posibles.

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Guía rápida para la aplicación de la VSEPR

Tablas

Tabla 1: Moléculas sin pares solitarios

Moléculas con pares solitarios

Tabla 2: Con tres pares electrónicos

Tabla 3: Con cuatro pares electrónicos

Tabla 4: Con cinco pares electrónicos

Tabla 5: Con seis pares electrónicos

Tabla 6: Moléculas con enlaces múltiples

Ejercicios

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4.4.-Polaridad en moléculas
covalentes. Momento dipolar.
 Las moléculas que tienen enlaces covalentes polares
tienen átomos cargados positivamente y otros
negativamente.
 Cada enlace tiene un momento dipolar “ ”
(magnitud vectorial que depende la diferencia de
entre los átomos cuya dirección es la línea que une
ambos átomos y cuyo sentido va del menos
electronegativo al más electronegativo).

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Momento dipolar (cont).
 Dependiendo de cómo sea de los enlaces que
forman una molécula, éstas se clasifican en:
 Moléculas polares. Tienen no nulo:
 Moléculas con un sólo enlace covalente. Ej: HCl.
 Moléculas angulares, piramidales, .... Ej: H2O, NH3.
 Moléculas apolares. Tienen nulo:
 Moléculas con enlaces apolares. Ej: H2, Cl2.
 = 0. Ej: CH4, CO2.

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Moléculas covalentes
 Si el enlace es apolar: moléculas apolares (H2, O2,
F2…)

 Si el enlace es polar:
 Moléculas polares (HCl, H2O...) (dipolos permanentes)
 Moléculas apolares (CO2) (simetría espacial)

Momentos dipolares.
Geometría molecular.
CO2 BF3

CH4 H2O

NH3
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Cuestión de Ejemplo: a) Ordene según la polaridad
Selectividad
creciente,
(Junio 98)
basándote en los valores de electronegatividades
de la tabla adjunta, los enlaces siguiente: H–F, H–O, H–N, H–C, C–O y
C–Cl
Elemento F O Cl N C S H
Electronegat. 4,0 3,5 3,0 3,0 2,5 2,5 2,1
b) la polaridad de la molécula de CH4 ¿será igual o distinta de la de
CCl4?

 a) H–C < C–Cl < H–N < C–O < H–O < H–F
 b) El CH4 es globalmente apolar ( = 0) pues la suma
vectorial de los dipolos de cada enlace (dirigidos hacia
el centro) se anula debido a sus geometría tetraédrica.
El CCl4 es igualmente apolar por la misma razón; sin
embargo los dipolos de los enlaces están en esta
ocasión dirigidos hacia fuera.
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Ejercicio C: Cuatro elementos diferentes A,B,C,D tienen
Cuestión de atómico 6, 9,13 y 19 respectivamente. Se desea saber: a) El
número
Selectividad de electrones de valencia de cada uno de ellos. b) Su
número
(Septiembre 97)
clasificación en metales y no metales. c) La fórmula de los compuestos
que B puede formar con los demás ordenándolos del más iónico al más
covalente.

a) A Z=6 2-4 b) No metal
B Z=9 2-7 No metal
C Z = 13 2-8-3 Metal
D Z = 19 2-8-8-1 Metal

c) DB (más iónico) CB3 AB4 (más covalente)

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En la actualidad existen dos teorías para explicar el enlace
covalente: la Teoría del Enlace de Valencia y la Teoría de
Orbitales Moleculares. Es preciso hacer notar que ninguna de las
dos teorías es "mejor" que la otra, y que cada una de ellas puede
ser más adecuada en función del parámetro, del cálculo o de la
propiedad que se esté estudiando. Así, por ejemplo, si se trata de
determinar la geometría molecular o la energía de disociación,
propiedades del estado fundamental de la molécula, es más
conveniente emplear la Teoría del Enlace de Valencia. En
cambio, si se trata de explicar las propiedades espectroscópicas,
es preferible emplear la Teoría de Orbitales Moleculares. En
realidad ambas teorías son incluso complementarias, hasta tal
punto que no utilizar ambas supondría limitar las herramientas
disponibles para el estudio del enlace.
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4.5.-Teoría del enlace de valencia
(E.V.)
 Se basa en la suposición de que los enlaces covalentes se
producen por solapamiento de los orbitales atómicos de
distintos átomos y emparejamiento de los e– de orbitales
semiocupados.
 Así, 2 átomos de H (1s1) tienen cada uno 1 e– desapareado
en un orbital “s” y formarían un orbital molecular en
donde alojarían los 2 e– .
 Se llama “covalencia” al nº de e– desapareados y por
tanto al nº de enlaces que un átomo forma.

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Enlace covalente simple.
 Se produce un único solapamiento de orbitales atómicos.
Es frontal y se llama “ ” (sigma).
 Puede ser:
a) Entre dos orbitales “s”

b) Entre un orbital “s” y uno “p”

c) Entre dos orbitales “p”.

© Grupo ANAYA S.A.
Química 2º Bachillerato

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Enlace covalente múltiple.
 Se producen dos o tres solapamientos de orbitales
atómicos entre dos átomos.
 Siempre hay un enlace frontal “ ” (sólo 1).
 Si en enlace es doble, el segundo solapamiento es lateral
“ ” (pi).
 Si el enlace es triple,
existe un solapa-
miento “ ” y
dos “ ”.

© Grupo ANAYA S.A. Química 2º Bachillerato

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4.6.-Hibridación de orbitales
atómicos.
 Para explicar la geometría de la moléculas (ángulos y
distancia) y la covalencia de ciertos átomos se formuló la
“teoría de la hibridación”.
 Así, por ejemplo el carbono (C) forma cuatro enlaces en
compuestos como el CH4 y en la mayoría de compuestos
que forma (para ello precisa promocionar el e– del orbital
2s al 2p y a continuación formar 4 orbitales de igual
energía a partir del 2s y de los 3 orb. 2p).
 Los tipos de hibridación se utilizan fundamentalmente en
química orgánica, si bien no es exclusiva de compuestos
orgánicos.

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Hibridación (cont).
 Se hibridan:
 Los orbitales atómicos que van a formar enlaces “ ”
 Las parejas de e– sin compartir.

 No se hibridan:
 Los orbitales atómicos que van a formar el segundo o
tercer enlace.
 Los orbitales atómicos vacíos.

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Tipos de hibridación
 sp3
 4 enlaces sencillos. Ejemplo: metano
 3 enlaces sencillos + 1 par e– sin compartir. Ej: NH3
 2 enlaces sencillos + 2 par e– sin compartir. Ej: H2O
 sp2
 3 enlaces sencillos. Ejemplo: BF3
 1 enlace doble y 2 sencillos . Ejemplo: eteno
 sp
 2 enlaces sencillos. Ejemplo: BeF2
 2 enlaces dobles. Ejemplo: CO2
 1 enlace triple y 1 sencillo. Ejemplo: etino

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compuestos covalentes
 Sólidos covalentes:  Sust. moleculares:
 Los enlaces se dan a lo largo  Están formados por
de todo el cristal. moléculas aisladas.
 Gran dureza y P.F alto.  P.F. y P. E. bajos (gases).
 Son sólidos.  Son blandos.
 Insolubles en todo tipo de  Solubles en disolventes
disolvente. moleculares.
 Malos conductores.  Malos conductores.
 El grafito que forma  Las sustancias polares son
estructura por capas le hace solubles en disolventes
más blando y conductor. polares y tienen mayores
P.F y P.E.

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Sólidos covalentes

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5.-Enlaces intermoleculares
 Fuerzas de Van der Waals.
 Entre dipolos instantáneos (moléculas
apolares). Son muy débiles.
 Entre dipolos permanentes (moléculas
polares). Son débiles.
 Enlace o puente de Hidrógeno.
 Es relativamente fuerte y precisa de:
 Gran diferencia de electronegatividad entre átomos.
 El pequeño tamaño del H que se incrusta en la nube de e– del
otro átomo.
 Es el responsable de P.F y P.E. anormalmente altos.

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5.1.1.- Fuerzas entre dipolos transitorios (Fuerzas de
London)
Los dipolos inducidos se deben a las fluctuaciones de
los electrones de una zona a otra de la molécula,
siendo más fáciles de formar cuanto más grande sea
la molécula: las fuerzas de London aumentan con la
masa molecular.

Las fuerzas de London se presentan en todas las sustancias moleculares. Son el
resultado de la atracción entre los extremos positivo y negativo de dipolos inducidos
en moléculas adyacentes. Cuando los electrones de una molécula adquieren
momentáneamente una distribución no uniforme, provocan que en una molécula
vecina se forme momentáneamente un dipolo inducido. En la figura 4 se ilustra
como una molécula con una falta de uniformidad momentánea en la distribución de
su carga eléctrica puede inducir un dipolo en una molécula vecina por un proceso
llamado polarización. Incluso los átomos de los gases nobles, las moléculas de
gases diatómicos como el oxígeno, el nitrógeno y el cloro (que deben ser no
polares) y las moléculas de hidrocarburos no polares como el CH4, C2H6 tienen tales
dipolos instantáneos.
La intensidad de las fuerzas de London depende de la facilidad con que se polarizan
los electrones de una molécula, y eso depende del número de electrones en la
molécula y de la fuerza con que los sujeta la atracción nuclear. En general, cuantos
más electrones haya en una molécula más fácilmente podrá polarizarse. Así, las
moléculas más grandes con muchos electrones son relativamente polarizables. En
contraste, las moléculas más pequeñas son menos polarizables porque tienen menos
electrones. Las fuerzas de London varían entre aproximadamente 0.05 y 40 kJ/mol.

60

Efecto del número de electrones sobre el punto de
ebullición de sustancias no polares

61

Cuando examinamos los puntos de ebullición de varios
grupos de moléculas no polares pronto se hace evidente el
efecto del número de electrones. Este efecto también se
correlaciona con la masa molar: cuanto más pesado es un
átomo o molécula más electrones tiene: Resulta interesante
que la forma molecular también puede desempeñar un
papel en la formación de las fuerzas de London. Dos de los
isómeros del pentano –el pentano de cadena lineal y el 2,2-
dimetilpropano (ambos con la fórmula molecular C5H12)-
difieren en su punto de ebullición en 27 ºC. La forma lineal
de la molécula de n-pentano, por su linealidad, permite un
contacto estrecho con las moléculas adyacentes, mientras
que la molécula de 2,2-dimetilpropano, más esférica no
permite ese contacto.

62

5.1.2.-Fuerzas entre moléculas polares

Las atracciones dipolo-dipolo, también conocidas como
Keeson, por Willem Hendrik Keesom, quien produjo su
primera descripción matemática en 1921, son las fuerzas
que ocurren entre dos moléculas con dipolos permanentes.
Estas funcionan de forma similar a las interacciones iónicas,
pero son más débiles debido a que poseen solamente
cargas parciales. Un ejemplo de esto puede ser visto en el
ácido clorhídrico:
también se pueden dar entre una molecula con dipolo
negativo y positivo al mismo tiempo, más un átomo normal
sin carga.

64

5.2.-Enlace de hidrógeno :Cuando el átomo
de hidrógeno está unido a átomos muy electronegativos
(F, O, N), queda prácticamente convertido en un protón.
Al ser muy pequeño, ese átomo de hidrógeno “desnudo”
atrae fuertemente (corta distancia) a la zona de carga
negativa de otras moléculas

HF

H 2O

NH3

La energía media de un enlace de hidrógeno es bastante
grande para ser una interacción dipolo-dipolo (mayor de 40
KJ/mol). Esto hace que el enlace de hidrógeno sea una de
gran importancia a la hora de la adopción de determinadas
estructuras y en las propiedades de muchos compuestos.
Este tipo de enlace es el responsable de la
existencia del agua en estado líquido y sólido.
Estructura del hielo y del agua líquida

Los puentes de hidrógeno son especialmente fuertes entre las moléculas de agua y son la causa de
muchas de las singulares propiedades de esta sustancia. Los compuestos de hidrógeno de elementos
vecino al oxígeno y de los miembros de su familia en la tabla periódica, son gases a la temperatura
ambiente: CH4, NH3, H2S, H2Te, PH3, HCl. En cambio, el H2O es líquida a la temperatura ambiente,
lo que indica un alto grado de atracción intermolecular. En la figura 6 se puede ver que el punto de
ebullición del agua es 200 ºC más alto de lo que cabría predecir si no hubiera puentes de hidrógeno.

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Fenómenos debidos al enlace de hidrógeno
Punto de ebullición dramáticamente alto del NH3, H2O y HF, en comparación a los análogos
más pesados PH3, H2S, y HCl
Viscosidad del ácido fosfórico anhidro y del glicerol.Formación de dímeros en ácidos
carboxílicos y de hexámeros en el fluoruro de hidrógeno, que ocurre incluso en la fase
gaseosa, resultando en grandes desviaciones de la ley de los gases ideales.

La alta solubilidad en agua de muchos compuestos como el amoníaco es explicada por el
enlace de hidrógeno con las moléculas de agua.
La azeotropía negativa de mezclas de HF y agua.
La delicuescencia del NaOH es causada, en parte, por la reacción de OH- con la humedad
para formar especies H3O2- enlazadas por hidrógeno. Un proceso análogo sucede entre
NaNH2 y NH3, y entre NaF y HF.
El hecho de que el hielo es menos denso que el agua líquida se debe a una estructura
cristalina estabilizada por enlaces de hidrógeno.
La presencia de enlaces de hidrógeno puede causar una anomalía en la sucesión normal de los
estados de agregación para ciertas mezclas de compuestos químicos, con el incremento o
disminución de temperatura. Estos compuestos pueden ser líquidos hasta una cierta
temperatura, luego son sólidos incluso con el incremento de temperatura, y finalmente
líquidos cuando la temperatura se eleva sobre el "intervalo anómalo".
La goma inteligente utiliza enlaces de hidrógeno como su única forma de enlace, así que
puede "sanarse" cuando se pincha, debido a que puede aparecer nuevos enlaces de
hidrógeno entre las dos superficies del mismo polímero.
71

El enlace de hidrógeno también juega un rol importante en la determinación de las estructuras
Non-covalent Bonds
tridimensionales adoptadas por las proteínas y ácidos nucleicos. En estas macromoléculas, el enlace de
hidrógeno entre partes de la misma molécula ocasiona que se doble en una forma específica, que ayuda a
determinar el rol fisiológico o bioquímico de la molécula. Por ejemplo, la estructura de doble hélice del
ADN se debe primordialmente a los enlaces de hidrógeno entre los pares de bases, que unen una cadena
mplementaria a la otra y permiten la replicación.
Much weaker than covalent bonds

- these bonds break and reform at
Apilamiento de las bases.

Room Temperature (RT)
‘Transient Bonds’ Enlaces
de
Repulsión
electrostátic
hidrógeno
Bases a
Esqueleto
nitrogenad
desoxiribos
- however, cumulatively they are very
Enlaces de
A: adenina
as
a-
G: guanina
fosfato
Exterio
r
C: citosina Interior
effective e.g. helixT:for proteins and
hidrógeno hidrófi
timina hidrófob lo
o

double helix for DNA

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