¿Qué son los puentes de hidrógeno?

Cuando el hidrógeno está enlazado a un átomo más electronegativo (como el oxígeno, nitrógeno o flúor), la diferencia en las electronegatividades, provoca que el electrón de enlace del hidrógeno pase una mayor cantidad de tiempo más cercano al núcleo del átomo más electronegativo, esto provoca que este ultimo tenga una densidad de carga negativa y el átomo de hidrógeno quede con una densidad de carga (no carga neta) positiva.

El puente de hidrógeno (también llamado “enlace por puente de hidrógeno”) es el pseudo-enlace que se forma por la atracción de las densidades de carga mencionadas. Estos pseudo-enlaces son más débiles que un enlace covalente, pero lo suficientemente fuertes como para mantener las moléculas de agua juntas a temperatura ambiente (por ello el agua es líquida).

En el caso de los enlaces C-H (presente por ejemplo en los hidrocarburos), la electronegatividad del átomo de carbono no es lo suficientemente alta para que se generen puentes de hidrógeno, salvo en el caso de los alquinos terminales que pueden generar interacción mediante sus hidrógenos ácidos.

Los puentes de hidrógeno en el agua.

Para ilustrar como se comportan los puentes de hidrógeno, veamos como interactúan las moléculas de agua:

En el enlace O-H en la molécula de agua se acumulan las densidades de carga y la molécula queda así:

Las densidades de carga se atraen y las moléculas de agua forman los puentes de hidrógeno:


A temperatura ambiente, la energía de las moléculas no es lo suficientemente alta para vencer a estos pseudo-enlaces, por ello las moléculas de agua se mantienen juntas y el resultado es que el agua está en estado líquido. Cuando se quita al agua aun más energía (se baja la temperatura), las moléculas quedan más fuertemente unidas entre si por los puentes de hidrógeno y al no poder moverse, el agua cambia a su estado sólido, que conocemos como hielo. Al contrario, cuando le suministramos más energía las moléculas pueden vencer fácilmente las fuerzas intermoleculares y separarse, en ese momento es que el agua pasa a su estado de vapor.