Differenza tra legame idrogeno intermolecolare e intramolecolare

Differenza principale - Legame intergranulare vs idrogeno intramolecolare

Le molecole si formano quando gli atomi degli stessi elementi o di diversi elementi si uniscono per condividere elettroni e creare legami covalenti. Esistono due tipi di forze attrattive che tengono insieme le molecole covalenti. Queste sono chiamate forze intermolecolari e forze intramolecolari. Le forze intermolecolari sono le forze attrattive che si verificano tra due molecole, mentre le forze intramolecolari si verificano all'interno della molecola stessa. I legami idrogeno sono tipi speciali di legami che si formano in molecole formate da un atomo di idrogeno che condivide gli elettroni con un atomo altamente elettronegativo. Il legame con l'idrogeno può verificarsi sia come forze intermolecolari che intramolecolari. La principale differenza tra il legame a idrogeno intermolecolare e quello intramolecolare è quella il legame intermolecolare si verifica tra due molecole vicine mentre il legame idrogeno intramolecolare si verifica all'interno della molecola stessa.

È importante conoscere separatamente la funzione di queste due forze per capire come mantengono insieme una molecola o un composto covalente.

Questo articolo spiega, 

1. Che cos'è il legame all'idrogeno?
2. Che cos'è il legame idrogeno intermolecolare?
        - Definizione, caratteristiche e proprietà, esempi
3. Che cos'è il legame idrogeno intramolecolare?
       - Definizione, caratteristiche e proprietà, esempi
4. Qual è la differenza tra il legame idrogeno intramolecolare e intramolecolare?

Cos'è il legame all'idrogeno

Quando l'idrogeno, che è moderatamente elettronegativo, è legato covalentemente ad un atomo fortemente elettronegativo, la coppia di elettroni che condividono diventa più distorta verso l'atomo altamente elettronegativo. Esempi di tali atomi sono N, O e F. Ci deve essere un accettore di idrogeno e un donatore di idrogeno per formare un legame idrogeno. Il donatore di idrogeno è l'atomo altamente elettronegativo nella molecola e l'accettore di idrogeno è l'atomo di idrogeno altamente elettronegativo nella molecola vicina e dovrebbe possedere una coppia solitaria di elettroni.

Il legame idrogeno può comparire tra due molecole o all'interno della molecola. Questi due tipi sono noti rispettivamente come legame a idrogeno intermolecolare e legame idrogeno intramolecolare.

Cos'è il legame idrogeno intermolecolare

Il legame idrogeno intermolecolare può verificarsi tra molecole simili o diverse. La posizione dell'atomo accettore dovrebbe essere orientata correttamente in modo tale che possa interagire con il donatore.

Diamo un'occhiata a una molecola d'acqua per capire chiaramente lo scenario.

Figura 1: legame dell'idrogeno nella molecola dell'acqua

La coppia di elettroni condivisa tra gli atomi di H e O è più attratta verso l'atomo di ossigeno. Quindi, gli atomi di O ottengono una leggera carica negativa rispetto all'atomo di H. L'atomo di O è rappresentato come δ- e l'atomo di H è raffigurato come δ +. Quando una seconda molecola d'acqua si avvicina al primo, si forma un legame elettrostatico tra l'atomo δ-O di una molecola d'acqua con δ + H atomo dell'altro. Gli atomi di ossigeno nelle molecole si comportano come il donatore (B) e l'accettore (A) in cui un atomo di O dona l'idrogeno all'altro.

L'acqua ha qualità molto speciali a causa del legame con l'idrogeno. È un buon solvente e ha un alto punto di ebollizione e un'elevata tensione superficiale. Inoltre, il ghiaccio a 4 ° C è di densità inferiore all'acqua. Quindi, il ghiaccio galleggia sull'acqua liquida proteggendo la vita acquatica sottostante durante l'inverno. A causa di queste caratteristiche in acqua, è chiamato solvente universale e svolge un ruolo importante nel mantenimento della vita sulla terra.

Cos'è il legame con l'idrogeno intramolecolare

Se un legame idrogeno si verifica all'interno di due gruppi funzionali della stessa molecola, è chiamato legame idrogeno intramolecolare. Ciò si verifica quando il donatore di idrogeno e l'accettore sono entrambi all'interno della stessa molecola.

Figura 2: Struttura dell'o-nitrofenolo (orto-nitrofenolo) con legame idrogeno intramolecolare

Nella molecola di fenolo O-nitro, l'atomo di O nel gruppo -OH è più elettronegativo di H e quindi δ-. L'atomo H, d'altra parte, è δ +. Pertanto, l'atomo di O nel gruppo -OH agisce come donatore H mentre l'atomo di O sul gruppo nitro funge da H-accettore.

Differenza tra legame idrogeno intermolecolare e intramolecolare

Formazione Bond

Legame idrogeno intermolecolare: Il legame idrogeno intermolecolare si verifica tra due molecole vicine.

Legame idrogeno intramolecolare: Il legame idrogeno intramolecolare si verifica all'interno della molecola stessa.

Proprietà fisiche

Legame idrogeno intermolecolare: Il legame idrogeno intermolecolare ha alti punti di fusione e di ebollizione e bassa tensione di vapore. 

Legame idrogeno intramolecolare: Il legame idrogeno intramolecolare ha punti di fusione e di ebollizione bassi e un'elevata pressione di vapore.

Stabilità

Legame idrogeno intermolecolare: La stabilità è relativamente alta.

Legame idrogeno intramolecolare: La stabilità è relativamente bassa.

Esempi

Legame idrogeno intermolecolare: Acqua, alcool metilico, alcol etilico e zucchero sono esempi di legame intermolecolare con idrogeno. 

Legame idrogeno intramolecolare: O-nitrofenolo e acido salicilico sono esempi di legame idrogeno intramolecolare. 

Riassunto - Legame intergranulare vs idrogeno intramolecolare

I composti con legami idrogeno intermolecolari sono più stabili rispetto ai composti con legami idrogeno intramolecolari. I legami idrogeno intermolecolari sono responsabili del collegamento di una molecola con l'altra e della loro associazione. Al contrario, quando si verificano legami idrogeno intramolecolari, le molecole sono meno disponibili per interagire tra loro e le molecole hanno una minore tendenza ad aderire. Ciò porta ad una diminuzione del punto di ebollizione e del punto di fusione. Inoltre, le molecole con legame idrogeno intramolecolare sono più volatili e hanno una pressione di vapore più elevata in confronto.

I composti con legami di idrogeno intermolecolari sono facilmente solubili in composti di natura simile, mentre i composti con legami di idrogeno intramolecolare non si sciolgono facilmente.

Riferimento:

"Legame idrogeno." Chimica LibreTexts. Libretexts, 21 luglio 2016. Web. 07 febbraio 2017.

"Bonding Hydrogen: Acceptors and Donors." Università del Wisconsin, n. Web. 07 febbraio 2017.

"Legame di idrogeno inter e intra molecolare in alcoli, acidi carbossilici e altre molecole e il loro significato." Chimica organica. Pp, ott. 2012. Web. 07 feb. 2017.

"Forza dei legami idrogeno intramolecolari vs intermolecolari". Scambio di stack di chimica. N.p, 2013. Web. 07 febbraio 2017.

Cortesia dell'immagine:

"O-Nitrophenol Wasserstoffbrücke" di NEUROtiker - Opera propria (di pubblico dominio) via Commons Wikimedia

"210 Hydrogen Bonds Between Water Molecules-01" di OpenStax College - Anatomy & Physiology, sito Web Connexions. (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia