Uma ligação de hidrogênio é formada quando a extremidade positiva de uma molécula é atraída para a extremidade negativa de outra. O conceito é semelhante à atração magnética, onde os pólos opostos se atraem. O hidrogênio tem um próton e um elétron. Isso torna o hidrogênio um átomo eletricamente positivo, porque tem uma deficiência de elétrons. Ele procura adicionar outro elétron ao seu invólucro de energia para estabilizá-lo.
Formação de ligação de hidrogênio
Dois termos são importantes para entender como a ligação de hidrogênio se forma: eletronegatividade e o dipolo. A eletronegatividade é a medida da tendência de um átomo de atrair elétrons para si mesmo para formar uma ligação. Um dipolo é uma separação de cargas positivas e negativas em uma molécula. Uma interação dipolo-dipolo é uma força atrativa entre a extremidade positiva de uma molécula polar e a extremidade negativa de outra molécula polar.
O hidrogênio é mais comumente atraído por elementos mais eletronegativos do que ele próprio, como flúor, carbono, nitrogênio ou oxigênio. Um dipolo se forma em uma molécula quando o hidrogênio retém a extremidade mais positiva da carga enquanto seu elétron é atraído em direção ao elemento eletronegativo onde a carga negativa será mais concentrada.
Propriedades das ligações de hidrogênio
As ligações de hidrogênio são mais fracas que as ligações covalentes ou iônicas porque elas se formam e se quebram facilmente sob condições biológicas. Moléculas que possuem ligações covalentes não polares não formam ligações de hidrogênio. Mas qualquer composto que tenha ligações covalentes polares pode formar uma ligação de hidrogênio.
Importância biológica da formação de ligações de hidrogênio
A formação de ligações de hidrogênio é importante em sistemas biológicos porque as ligações estabilizam e determinam a estrutura e forma de grandes macromoléculas, tais como ácidos nucleicos e proteínas. Esse tipo de ligação ocorre em estruturas biológicas, como DNA e RNA. Esta ligação é muito importante na água, porque esta é a força que existe entre as moléculas de água para mantê-los juntos.
Formação de ligações de hidrogênio na água
Tanto como um líquido e como gelo sólido, o hidrogênio A formação de ligações entre as moléculas de água fornece a força atrativa para manter a massa molecular unida. A ligação de hidrogênio intermolecular é responsável pelo alto ponto de ebulição da água porque aumenta a quantidade de energia necessária para romper as ligações antes que a ebulição possa começar. A ligação de hidrogênio força as moléculas de água a formar cristais quando ela congela. Como as extremidades positivas e negativas das moléculas de água devem se orientar em uma matriz que permita que as extremidades positivas atraiam as extremidades negativas das moléculas, a estrutura ou estrutura do cristal de gelo não é tão bem ajustada quanto a forma líquida e permite gelo para flutuar em água.
Formação de ligação de hidrogênio em proteínas
A estrutura 3-D das proteínas é muito importante em reações biológicas, como aquelas envolvendo enzimas onde a forma de uma ou mais proteínas deve encaixam-se em aberturas em enzimas, bem como um mecanismo de fechadura e chave. A ligação de hidrogênio permite que essas proteínas dobrem, dobrem e se ajustem em várias formas, conforme necessário, o que determina a atividade biológica da proteína. Isso é muito importante no DNA, porque a formação de ligações de hidrogênio permite que a molécula assuma sua formação de dupla hélice.
