Principal diferença - Ligação de hidrogênio intermolecular vs intramolecular

As moléculas são formadas quando átomos dos mesmos elementos ou de elementos diferentes se unem para compartilhar elétrons e fazer ligações covalentes. Existem dois tipos de forças de atração que mantêm as moléculas covalentes juntas. Estas são chamadas de forças intermoleculares e forças intramoleculares. As forças intermoleculares são as forças de atração que ocorrem entre duas moléculas, enquanto as forças intramoleculares ocorrem dentro da própria molécula. As ligações de hidrogênio são tipos especiais de ligações formadas em moléculas feitas por um átomo de hidrogênio que compartilha elétrons com um átomo altamente eletronegativo. A ligação de hidrogênio pode ocorrer tanto como forças intermoleculares quanto intramoleculares. A principal diferença entre ligações de hidrogênio intermoleculares e intramoleculares é que a ligação intermolecular ocorre entre duas moléculas vizinhas, enquanto a ligação de hidrogênio intramolecular ocorre dentro da própria molécula.

É importante saber a função dessas duas forças separadamente para entender como elas mantêm uma molécula ou um composto covalente juntos.

Este artigo explica,

1. O que é ligação de hidrogênio? 2. O que é a ligação intermolecular de hidrogênio? - Definição, características e propriedades, exemplos 3. O que é ligação de hidrogênio intramolecular? - Definição, características e propriedades, exemplos 4. Qual é a diferença entre a ligação de hidrogênio intermolecular e intramolecular?

O que é ligação de hidrogênio

Quando o hidrogênio, que é moderadamente eletronegativo, está covalentemente ligado a um átomo fortemente eletronegativo, o par de elétrons que eles compartilham torna-se mais inclinado para o átomo altamente eletronegativo. Exemplos de tais átomos são N, O e F. Deve haver um aceitador de hidrogênio e um doador de hidrogênio para que uma ligação de hidrogênio seja formada. O doador de hidrogênio é o átomo altamente eletronegativo na molécula e o aceitador de hidrogênio é o átomo de hidrogênio altamente eletronegativo na molécula vizinha e deve possuir um único par de elétrons.

A ligação de hidrogênio pode aparecer entre duas moléculas ou dentro da molécula. Esses dois tipos são conhecidos como ligações de hidrogênio intermoleculares e ligações de hidrogênio intramoleculares, respectivamente.

O que é a ligação intermolecular de hidrogênio

A ligação de hidrogênio intermolecular pode ocorrer entre moléculas semelhantes ou não. A posição do átomo aceitador deve ser orientada adequadamente de modo que possa interagir com o doador.

Vejamos uma molécula de água para entender o cenário claramente.

Figura 1: Ligação de hidrogênio na molécula de água

O par de elétrons compartilhados entre os átomos de H e O são mais atraídos para o átomo de oxigênio. Conseqüentemente, os átomos de O recebem uma carga ligeiramente negativa em comparação com o átomo de H. O átomo de O é representado como δ- e o átomo de H é representado como δ +. Quando uma segunda molécula de água se aproxima da primeira, uma ligação eletrostática é formada entre o átomo δ-O de uma molécula de água e o átomo δ + H da outra. Os átomos de oxigênio nas moléculas se comportam como doadores (B) e aceitadores (A), onde um átomo O doa hidrogênio para o outro.

A água tem qualidades muito especiais devido às ligações de hidrogênio. É um bom solvente e possui alto ponto de ebulição e alta tensão superficial. Além disso, o gelo a 4 ̊C é de densidade mais baixa do que a água. Conseqüentemente, o gelo flutua na água líquida protegendo a vida aquática abaixo durante o inverno. Por causa dessas características da água, ela é chamada de solvente universal e desempenha um papel importante na manutenção da vida na Terra.

O que é ligação de hidrogênio intramolecular

Se uma ligação de hidrogênio ocorre dentro de dois grupos funcionais da mesma molécula, é chamada de ligação de hidrogênio intramolecular. Isso ocorre quando o doador e o aceitador de hidrogênio estão ambos na mesma molécula.

Figura 2: Estrutura do o-nitrofenol (orto-nitrofenol) com ligação de hidrogênio intramolecular

Na molécula de O-nitro fenol, o átomo de O no grupo –OH é mais eletronegativo do que o H e, portanto, δ-. O átomo de H, por outro lado, é δ +. Portanto, o átomo de O no grupo –OH atua como o doador de H, enquanto o átomo de O no grupo nitro atua como o aceitador de H.

Diferença entre a ligação de hidrogênio intermolecular e intramolecular

Formação de ligação

Ligação de hidrogênio intermolecular: A ligação de hidrogênio intermolecular ocorre entre duas moléculas vizinhas.

Ligação de hidrogênio intramolecular: A ligação de hidrogênio intramolecular ocorre dentro da própria molécula.

Propriedades físicas

Ligação de hidrogênio intermolecular: A ligação de hidrogênio intermolecular tem pontos de fusão e ebulição altos e baixa pressão de vapor.

Ligação de hidrogênio intramolecular: A ligação de hidrogênio intramolecular tem pontos de fusão e ebulição baixos e alta pressão de vapor.

Estabilidade

Ligação de hidrogênio intermolecular: A estabilidade é comparativamente alta.

Ligação de hidrogênio intramolecular: A estabilidade é comparativamente baixa.

Exemplos

Ligação de hidrogênio intermolecular: Água, álcool metílico, álcool etílico e açúcar são exemplos de ligações de hidrogênio intermoleculares.

Ligação de hidrogênio intramolecular: O-nitrofenol e ácido salicílico são exemplos de ligações de hidrogênio intramoleculares.

Resumo - Ligação de hidrogênio intermolecular vs intramolecular

Os compostos com ligações de hidrogênio intermoleculares são mais estáveis ​​do que os compostos com ligações de hidrogênio intramoleculares. As ligações de hidrogênio intermoleculares são responsáveis ​​por conectar uma molécula a outra e mantê-las unidas. Em oposição a isso, quando ocorre a ligação de hidrogênio intramolecular, as moléculas ficam menos disponíveis para interagir umas com as outras e as moléculas têm menos tendência a se unir. Isso leva a uma diminuição do ponto de ebulição e do ponto de fusão. Além disso, as moléculas com ligações de hidrogênio intramoleculares são mais voláteis e têm uma pressão de vapor mais alta comparativamente.

Os compostos com ligações de hidrogênio intermoleculares são prontamente solúveis em compostos de natureza semelhante, enquanto os compostos com ligações de hidrogênio intramoleculares não se dissolvem prontamente.

Referência:

"Ligação de hidrogênio." Chemistry LibreTexts. Bibliografia, 21 de julho de 2016. Web. 07 de fevereiro de 2017.

“Ligação de hidrogênio: aceitantes e doadores.” University of Wisconsin, n.d. Rede. 07 de fevereiro de 2017.

“Ligações de hidrogênio inter e intramoleculares em álcoois, ácidos carboxílicos e outras moléculas e seu significado.” Química orgânica. N.p., outubro. 2012. Web. 07 fev. 2017

“Força das ligações de hidrogênio intramoleculares vs intermoleculares.” Química Stack Exchange. N.p., 2013. Web. 07 de fevereiro de 2017.

Cortesia de imagem:

“O-Nitrophenol Wasserstoffbrücke” Por NEUROtiker - Trabalho próprio (Domínio Público) via Commons Wikimedia

“210 Hydrogen Bonds Between Water Molecules-01” por OpenStax College - Anatomy & Physiology, Connexions Web site. (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia