description

 

Chimie
Structure de l'atome Liaison chimique Liaisons intermoléculaires
Géométrie des édifices moléculaires Liaison dans le modèle ondulatoire Nomenclature
Stéréoisomérie Intéraction moléculaire  

Les liaisons intermoléculaires (liaisons hydrogène)

 

Il existe des interactions faibles entre les molécules, qui sont responsables par exemple de la formation de certains édifices moléculaires et d’associations moléculaires.

Ces liaisons sont de 2 types :

  • liaisons par force de Van der Waals, = interactions entre dipoles

  • liaisons par ponts hydrogène
     

   I. Liaison hydrogene

Nous avons vu que dans une liaison disymétrique la densité électronique est plus forte autour de l’atome le plus électronégatif.

Ex :

Ce phénomène est responsable d’associations entre molécules qui jouent un rôle important en chimie et en biochimie.

L’atome d’hydrogène est petit comparé autx autres atomes et il peut donc plus facilement s’approcher des atomes ayant des doublets non partagés en formant des liaisons de type électostatique.

La force de cette liaison dépend de l’acidité de l’atome d’hydrogène et de la basicité de l’atome X à doublet non partagé.

Si l’atome d’hydrogène est trop acide, il passera sous forme de proton sur l’accepteur comme dans une réaction acido-basique.

S’il n’est pas assez acide (cas des hydrocarbures) aucune liaison n’existe.

On rencontrera la liaison hydrogène dans les cas suivants :

 

Y¾ H

X

Fluor

F¾ H

ì N

Oxygène

O¾ H

í O

Azote

N¾ H

î F


Une liaison F-H----F est possible.
Caractéristiques de cette laison :
longueur = 2,5 Å
Energie : E = 5 à 7 kcal/mol.
Plus X est un élément petit, plus cette liaison est forte.
 

   II. Liaison intermoleculaire par pont Hydrogene

L’étude des températures d’ébullition montre, pour les corps de la 7° colonne liés à l’hydrogène :

HI

- 35°

Hbr

- 67

Hcl

- 84

On devrait trouver théoriquement pour HF : » - 100°.
On observe en réalité : + 19°.
De même, pour les corps de la 6° colonne liés à l’hydrogène, les température d’ébullition sont :
 

H2Te

- 2°

H2Se

- 42

H2S

- 61

Pour H2O, la théorie indique - 8O°, en réalité 100°.

Ces différences s’expliquent par la formation de liaisons hydrogènes intermoléculaires

HF

H2O

Il en est de même pour :

les alcools R - OH

liaison hydrogène entre 2 molécules d’alcool. La température d’ébullition des alcools est plus élevée que celle des alcanes correspondants

les acides

Acide formique : 2 liaisons possibles.

acide oxalique

Il faut que l’hydrogène qui fait la liaison soit porté par un atome électronégatif pour qu’il soit suffisamment électropositif.

La liaison hydrogène joue un rôle important dans la viscosité, phénomène capital en biologie.

L’action d’un médicament sur un récepteur débute généralement par la formation de ponts hydrogènes (interaction électrostatique)

La liaison hydrogène maintient dans leur forme de grosses molécules (cellulose, nylon, protéines...). Elle est responsable de la structure a hélicoïdale des protéines, de l’ADN... qui participe à la chiralité de l’ensemble.

   III. Liaisons intramoleculaires

Aspirine

(acide acétyl-salicylique)

liaison hydrogène avec l’O de la fonction ester.

Nitrophénol

liaison hydrogène avec l’O du groupement nitrique

Cas des phénols :

Pour les dérivés en para : impossible (mais des associations intermoléculaires sont possibles)

Les liaisons intramoléculaires sont faibles, mais elles sont capables d’imposer une conformation particulière à une molécule.

En résumé, la liaison hydrogène est une interaction.

H doit être suffisamment acide

H est porté par un élément électronégatif.