Définition de la liaison hydrogène
La liaison hydrogène est une force d’attraction entre un hydrogène partiellement chargé positivement et un atome partiellement chargé négativement (oxygène et azote). C’est une liaison très faible et la force de la liaison hydrogène (5-10 Kcal par liaison) est bien inférieure à la force de la liaison covalente. Les liaisons hydrogène sont généralement représentées par des lignes pointillées entre deux atomes. Par exemple, la liaison hydrogène entre deux molécules d’eau est représentée ci-dessous :
Raison de la liaison hydrogène
En raison de la présence d’un atome très électronégatif comme l’oxygène ou l’azote, la paire d’électrons partagée entre l’oxygène et l’hydrogène est attirée vers l’atome le plus électronégatif. Cette répartition inégale du couple d’électrons conduit à la formation de deux dipôles partiels. L’hydrogène partiellement chargé positivement est alors attiré par l’autre oxygène ou azote partiellement chargé négativement est connu sous le nom de liaison hydrogène.
Types de liaison hydrogène
La liaison hydrogène peut se produire entre deux atomes de la même molécule ou entre deux atomes de molécule différente. En fonction de cela, les liaisons hydrogène sont de deux types:
- Les liaisons hydrogène intermoléculaires
- Les liaisons hydrogène intramoléculaires
Les liaisons hydrogène intermoléculaires
Lorsque les liaisons hydrogène se produisent entre à atomes de molécules différentes alors on parle de liaisons hydrogène intermoléculaires. Pour une telle liaison, une molécule doit avoir un atome d’hydrogène partiellement positif comme accepteur et une autre doit avoir un atome partiellement négatif ou donneur. Comme par exemple, la liaison hydrogène entre l’aldéhyde et la molécule d’eau a donné ci-dessous:
2. Liaison hydrogène intramoléculaire
Lorsque la liaison hydrogène se produit entre deux atomes partiellement chargés de la même molécule qui est appelée liaison hydrogène intramoléculaire. Cela se produit lorsque deux groupes fonctionnels sont présents dans la même molécule et qu’ils sont de telle manière qu’ils peuvent s’attirer mutuellement pour former une liaison hydrogène. Par exemple, l’acide salicylique possède deux groupes fonctionnels, l’alcool et l’acide carboxylique. Ici, la liaison hydrogène intramoléculaire se produit entre l’atome d’hydrogène du groupe alcool et l’atome d’oxygène du groupe acide carboxylique.
Effets de la liaison hydrogène
Sur le point d’ébullition
On s’attend à ce que le point d’ébullition des substances ayant un poids moléculaire identique ou similaire ait un point d’ébullition identique ou similaire. Le point d’ébullition de l’éther et de l’alcane de poids moléculaire similaire ne sont pas très éloignés. Mais le point d’ébullition des alcools est beaucoup plus élevé que celui de l’éther de même poids moléculaire. Cela peut s’expliquer par les liaisons hydrogène. En raison de la liaison hydrogène dans l’alcool, le point d’ébullition augmente. Une énergie supplémentaire est nécessaire pour rompre la liaison hydrogène avant l’ébullition. Comme il n’y a pas de liaisons hydrogène, l’alcane et l’éther ont un faible point d’ébullition.
Sur la solubilité
Les alcools sont solubles dans l’eau mais les alcanes ne le sont pas. C’est parce que, les composés intermoléculaires liés à l’hydrogène peuvent se dissoudre dans un solvant intermoléculaire lié à l’hydrogène. Une molécule polaire comme l’alcool peut entrer dans deux molécules d’eau pour former une liaison hydrogène, alors qu’une substance non polaire comme les alcanes ne le peut pas. Cependant, avec l’augmentation de la chaîne de carbone dans les alcools, la solubilité diminue car la longue chaîne se met en travers de la formation de la liaison hydrogène.
Résumé
- La liaison hydrogène est une force d’attraction entre un hydrogène partiellement chargé positivement et un atome partiellement chargé négativement.
- Lorsque la liaison hydrogène se produit entre à atomes de molécule différente alors on parle de liaison hydrogène intermoléculaire.
- Lorsque la liaison hydrogène se produit entre deux atomes partiellement chargés de la même molécule alors on parle de liaison hydrogène intramoléculaire.
- En raison de la liaison hydrogène intermoléculaire, le point d’ébullition des composés polaires est plus élevé que les composés non polaires de même a.
- En raison de la liaison hydrogène entre le composé organique et l’eau, la solubilité est possible dans une certaine mesure.
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