Un legame idrogeno si forma quando l'estremità positiva di una molecola viene attratta dall'estremità negativa di un'altra. Il concetto è simile all'attrazione magnetica dove attraggono i poli opposti. L'idrogeno ha un protone e un elettrone. Questo rende l'idrogeno un atomo elettricamente positivo perché ha una carenza di elettroni. Cerca di aggiungere un altro elettrone al suo guscio energetico per stabilizzarlo.

Formazione di legami idrogeno

Due sono i termini importanti per capire come si forma il legame idrogeno: l'elettronegatività e il dipolo. L'elettronegatività è la misura della tendenza di un atomo ad attrarre gli elettroni su se stesso per formare un legame. Un dipolo è una separazione di cariche positive e negative in una molecola. Un'interazione dipolo-dipolo è una forza attraente tra l'estremità positiva di una molecola polare e l'estremità negativa di un'altra molecola polare.

L'idrogeno è più comunemente attratto da elementi più elettronegativi di se stesso, come il fluoro, il carbonio, azoto o ossigeno. Un dipolo si forma in una molecola quando l'idrogeno trattiene l'estremità più positiva della carica mentre il suo elettrone viene trascinato verso l'elemento elettronegativo dove la carica negativa sarà più concentrata.

Proprietà dei legami dell'idrogeno

I legami idrogeno sono più deboli dei legami covalenti o ionici perché si formano facilmente e si rompono in condizioni biologiche. Le molecole che hanno legami covalenti non polari non formano legami idrogeno. Ma qualsiasi composto che abbia legami covalenti polari può formare un legame idrogeno.

Importanza biologica della formazione di legami di idrogeno

La formazione di legami di idrogeno è importante nei sistemi biologici perché i legami si stabilizzano e determinano la struttura e forma di grandi macromolecole come acidi nucleici e proteine. Questo tipo di legame si verifica nelle strutture biologiche, come il DNA e l'RNA. Questo legame è molto importante in acqua perché questa è la forza che esiste tra le molecole d'acqua per tenerle insieme.

Formazione di legami di idrogeno nell'acqua

Sia come ghiaccio liquido che solido, l'idrogeno la formazione del legame tra le molecole d'acqua fornisce la forza attrattiva per tenere insieme la massa molecolare. Il legame idrogeno intermolecolare è responsabile dell'alto punto di ebollizione dell'acqua perché aumenta la quantità di energia richiesta per rompere i legami prima che inizi la bollitura. Il legame con l'idrogeno costringe le molecole d'acqua a formare cristalli quando si congela. Dato che le estremità positive e negative delle molecole d'acqua devono orientarsi in una matrice che consente alle estremità positive di attrarre le estremità negative delle molecole, il reticolo o la struttura del cristallo di ghiaccio non è così a maglie strette quanto la forma liquida e consente ghiaccio per galleggiare nell'acqua.

La formazione di legami idrogeno nelle proteine ​​

La struttura 3-D delle proteine ​​è molto importante nelle reazioni biologiche come quelle che coinvolgono gli enzimi in cui la forma di una o più proteine ​​deve inserirsi nelle aperture degli enzimi come un meccanismo di blocco e chiave. Il legame con l'idrogeno consente a queste proteine ​​di piegarsi, piegarsi e adattarsi in varie forme se necessario, il che determina l'attività biologica della proteina. Questo è molto importante nel DNA perché la formazione di legami idrogeno consente alla molecola di assumere la sua formazione a doppia elica.