As moléculas polares que incluem um átomo de hidrogênio podem formar ligações eletrostáticas chamadas ligações de hidrogênio. O átomo de hidrogênio é único porque é formado por um único elétron ao redor de um único próton. Quando o elétron é atraído para os outros átomos da molécula, a carga positiva do próton exposto resulta em polarização molecular.

Esse mecanismo permite que essas moléculas formem fortes ligações de hidrogênio além das ligações iônicas e covalentes. são a base da maioria dos compostos. As ligações de hidrogênio podem dar aos compostos propriedades especiais e podem tornar os materiais mais estáveis ​​do que compostos que não podem formar pontes de hidrogênio.

TL; DR (muito longo; não lidos)

Moléculas polares que incluem um átomo de hidrogênio em uma ligação covalente tem uma carga negativa em uma extremidade da molécula e uma carga positiva na extremidade oposta. O único elétron do átomo de hidrogênio migra para o outro átomo covalentemente ligado, deixando o hidrogênio positivamente carregado de prótons exposto. O próton é atraído pela extremidade carregada negativamente de outras moléculas, formando uma ligação eletrostática com um dos outros elétrons. Essa ligação eletrostática é chamada de ligação de hidrogênio.

Como se formam as moléculas polares

Em ligações covalentes, os átomos compartilham elétrons para formar um composto estável. Nas ligações covalentes não polares, os elétrons são compartilhados igualmente. Por exemplo, em uma ligação peptídica não polar, os elétrons são divididos igualmente entre o átomo de carbono do grupo carbono-oxigênio-carbonila e o átomo de nitrogênio do grupo nitrogênio-amida.

Para moléculas polares, os elétrons compartilhados uma ligação covalente tende a se reunir em um lado da molécula, enquanto o outro lado se torna positivamente carregado. Os elétrons migram porque um dos átomos tem uma maior afinidade por elétrons do que os outros átomos da ligação covalente. Por exemplo, enquanto a ligação peptídica em si é apolar, a estrutura da proteína associada é devida a ligações de hidrogênio entre o átomo de oxigênio do grupo carbonila e o átomo de hidrogênio do grupo amida.

Ligação covalente típica configurações pares átomos que têm vários elétrons em sua camada externa com aqueles que precisam do mesmo número de elétrons para completar sua camada externa. Os átomos compartilham os elétrons extras do antigo átomo, e cada átomo tem uma camada externa de elétrons completa por algum tempo.

Muitas vezes o átomo que precisa de elétrons extras para completar sua camada externa atrai os elétrons mais fortemente do que os átomos. átomo fornecendo os elétrons extras. Nesse caso, os elétrons não são compartilhados uniformemente e passam mais tempo com o átomo receptor. Como resultado, o átomo receptor tende a ter uma carga negativa enquanto o átomo doador está carregado positivamente. Essas moléculas são polarizadas.

Como as ligações de hidrogênio são formadas

As moléculas que incluem um átomo de hidrogênio ligado covalentemente são frequentemente polarizadas porque o único elétron do átomo de hidrogênio é mantido de forma relativamente frouxa. Ele migra facilmente para o outro átomo da ligação covalente, deixando o único próton carregado positivamente do átomo de hidrogênio em um lado.

Quando o átomo de hidrogênio perde seu elétron, ele pode formar uma forte ligação eletrostática porque, ao contrário outros átomos, ele não tem mais elétrons protegendo a carga positiva. O próton é atraído pelos elétrons das outras moléculas, e a ligação resultante é chamada de ligação de hidrogênio.

Ligações de hidrogênio na água

As moléculas de água, com a fórmula química H _{2O, são polarizados e formam ligações de hidrogênio fortes. O único átomo de oxigênio forma ligações covalentes com os dois átomos de hidrogênio, mas não compartilha os elétrons igualmente. Os dois elétrons de hidrogênio passam a maior parte do tempo com o átomo de oxigênio, que fica carregado negativamente. Os dois átomos de hidrogênio se tornam positivamente carregados de prótons e formam pontes de hidrogênio com os elétrons dos átomos de oxigênio de outras moléculas de água.}

Como a água forma essas ligações extras entre suas moléculas, ela possui várias propriedades incomuns. A água tem uma tensão superficial excepcionalmente forte, tem um ponto de ebulição anormalmente alto e requer muita energia para mudar da água líquida para o vapor. Tais propriedades são típicas de materiais para os quais moléculas polarizadas formam ligações de hidrogênio.