Moléculas de Agua; unidas entre sí con "puentes H"
Como hemos estudiado, los "Puentes Hidrógeno" son esencialmente fuerzas inter-moleculares que se dan en compuestos covalentes en los cuales hay átomos hidrógeno unidos a otros elementos muy electronegativos, como oxígeno, nitrógeno y flúor. La importancia de esta unión es tal que se considera la causa de muchos comportamientos anómalos y vitales del agua; una de las fuerzas que permite la unión entre las hebras del ADN, es parcialmente responsable de las estructuras terciarias y secundarias de las proteínas y además juega un papel fundamental en la estructura de los polímeros. Ósea, el "puente H" no es joda, no es tan power como un enlace intra-molecular, pero tiene bastante aguante *se la banca* y es culpable muchas de las propiedades físicas (solubilidades, puntos de ebullición, etc) de compuestos moleculares, como lo son *todos* los compuestos orgánicos.
NOTA:Me acordé... si me dieran un peso por cada vez que un alumno pone "puente H" en un parcial (casi tan seguido como "factores estéricos")...
Los "puentes H" permiten la unión entre las hebras del ADN
¿Pero cuál exactamente es la naturaleza de este enlace?
Dentro de las fuerzas intermoleculares "los puentes H" son excepcionalmente fuertes, hasta el punto que en ocasiones pueden compararse con enlaces intra-moleculares, pero no siempre es así, por lo cual ha sido motivo de controversia durante mucho tiempo. Ahora nuevos estudios clarifican algunas cuestiones relacionadas y parecen respaldar lo que el conocimiento intuitivo nos dicta:
[Artículo adaptado y Traducido desde "Chemistry World"]
El estudio de orbitales en moléculas y átomos vecinos.
"Covalencia", un término que describe a los enlaces atómicos mediante el acto de compartir electrones, ha sido motivo de debate cuando se lo relaciona con el Puente Hidrógeno. Preocupados debido a que el concepto de "puente h" se volvió más y más borroso a través del tiempo, varios científicos de Alemania decidieron darle una nueva mirada a las naturaleza de estos enlaces, y cuanta covalencia involucran.
Richard Dronskowski y colegas de la RWTH (Aachen University) recolectaron evidencia de cristales moleculares con estos "puentes H" para elucidar cómo es que estos cristales se mantienen juntos; y así comparar la covalencia en "puentes H" largos y cortos. Para hacer esto, ellos usaron tecnología de avanzada para descomponer la energía electrónica y dilucidar sus contribuciones a orbitales con el fin de medir el grado de covalencia presente en todos estos enlaces hidrógeno; para comparar con detalles estructurales previamente recolectados. Esto provee una perspectiva muy diferente de lo que normalmente se usa en la cristalografía molecular (donde normalmente se hacen mediciones de densidad de carga y polaridad) y también difiere de los cálculos de moléculas en fase gaseosa. Y los resultados "encajan"; según explica Dronskowski.
Los puentes H, o enlaces hidrógeno son interacciones fundamentales en química y biología. Sin embargo la naturaleza de este enlace inter-molecular comprende una complicada combinación de interacciones covalentes, iónicas y dispersivas, muchas de MUY diferente naturaleza y fuerza y por lo tanto grandes motivos de controversia.
Slawomir Grabonski, un experto en estos enlaces de la Universidad de Basque, España. dice que esta creativa aproximación basada en el estudio de orbitales ayudará a profundizar el entendimiento de estas interacciones. Comenta que el rol de enlaces fuertes y muy fuertes es frecuentemente un tópico que merece especial atención, debido a que estas interacciones son centrales en las reacciones de transferencia de H+ en numerosos procesos biquímicos. "Los enlaces Hidrógeno fuertes suelen caracterizarse con propiedades que pertenecen a los verdaderos enlaces covalentes"
Pero...¿Cuánta covalencia se involucra, exactamente? "Nuestros resultados no sugieren un límite estricto entre enlaces hidrógeno covalentes y no-covalentes, sino que muestran una transición gradual, corroborando conocimiento tradicional y anteriores estudios, pero en terrenos de muy-diferentes métodos" asegura Dronskowski. "La naturaleza de los puentes H más fuertes sin duda es comparable con aquellas uniones covalentes intramoleculares".
Fuentes
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