Pengertian Ikatan Hidrogen

Ikatan hidrogen adalah gaya tarik menarik yang lemah antara atom elektronegatif (seperti atom fluor, oksigen, atau nitrogen, dan atom hidrogen) terikat pada atom elektronegatif lain. Ikatan hidrogen bertanggung jawab atas sifat yang dimiliki air dan banyak molekul biologis lainnya. Model merah dan biru berwarna-warni gambar di bawah mewakili sebuah molekul air.

Satu atom oksigen dari molekul berwarna merah, dan dua atom hidrogen berwarna biru. Anda bisa menebak mengapa? Warna merah mewakili muatan listrik negatif, dan warna biru mewakili muatan listrik positif. Warna-warna ini menunjukkan bahwa air adalah senyawa polar.molekul air

Apa itu Senyawa Polar?

Senyawa polar, seperti air, merupakan senyawa yang memiliki muatan negatif parsial pada satu sisi setiap molekul dan muatan positif parsial di sisi lain. Semua senyawa polar mengandung ikatan polar (meskipun tidak semua senyawa yang mengandung ikatan polar adalah polar.)

Dalam ikatan polar, dua atom berbagi elektron tidak merata. Satu atom menarik elektron bersama lebih kuat, sehingga memiliki muatan negatif parsial. Atom lain menarik elektron bersama kurang kuat, sehingga memiliki muatan positif parsial. Dalam sebuah molekul air, atom oksigen menarik elektron bersama lebih kuat daripada yang dilakukan atom hidrogen. Hal ini menjelaskan mengapa sisi oksigen dari molekul air memiliki muatan negatif parsial dan sisi hidrogen dari molekul memiliki muatan positif parsial.

Q: Jika molekul adalah polar, bagaimana mungkin ini mempengaruhi interaksi dengan molekul terdekat dari senyawa yang sama?

A: muatan yang berlawanan pada molekul yang berbeda dari senyawa yang sama dapat menyebabkan molekul untuk tertarik satu sama lain.

Apa itu Ikatan Hidrogen

Karena polaritas air, molekul air individual tertarik satu sama lain. Anda dapat melihat ini pada Gambar di bawah. Sisi hidrogen bermuatan positif dari satu molekul air tertarik ke sisi oksigen bermuatan negatif dari molekul air di dekatnya. Gaya tarik-menarik ini yang disebut ikatan hidrogen. Anda dapat menonton ikatan hidrogen yang membentuk antara molekul-molekul air dalam animasi di URL ini: http://www.northland.cc.mn.us/biology/biology1111/animations/hydrogenbonds.html.

Ikatan hidrogen adalah ikatan intermolekul (antarmolekul), dan bukan ikatan intramolekul (“di dalam-molekul”). Mereka terjadi tidak hanya pada air tetapi dalam molekul polar lain di mana atom hidrogen positif tertarik ke atom negatif dalam molekul di dekatnya. Ikatan hidrogen termasuk ikatan kimia yang relatif lebih lemah. Misalnya, mereka jauh lebih lemah dari ikatan yang memegang atom bersama di dalam molekul senyawa kovalen. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang ikatan hidrogen dan ketika itu terjadi, tonton video di URL ini: http://www.youtube.com/watch?v=lkl5cbfqFRM

ikatan hidrogen pada air
ikatan hidrogen pada air

Ikatan hidrogen dan Perubahan keadaan

Perubahan keadaan dari padat ke cair dan dari cair ke gas terjadi ketika materi mendapat tambahan energi. Energi memungkinkan molekul individu untuk memisahkan dan bergerak terpisah dari satu sama lain. Dibutuhkan lebih banyak energi untuk membawa perubahan ini terjadi pada molekul polar.

Meskipun ikatan hidrogen yang lemah, mereka akan menambah energi yang diperlukan untuk menggerakan molekul terpisah satu sama lain, sehingga dibutuhkan suhu yang lebih tinggi untuk perubahan keadaan ini terjadi dalam senyawa polar. Hal ini menjelaskan mengapa senyawa polar memiliki titik leleh dan didih yang relatif tinggi. Tabel di bawah ini membandingkan titik leleh dan titik didih untuk beberapa senyawa kovalen polar dan nonpolar.

Nama senyawa

(rumus kimia)

Polar atau Nonpolar? Titik beku (°C) Titik didih (°C)
Metana (CH4) nonpolar -182 -162
etilena (C2H2) nonpolar -169 -104
Amonia (NH3) polar -78 -33
Air (H2O) polar 0 100

Q: Yang mana dari senyawa dalam Tabel di atas yang menurut Anda lebih polar, amonia atau air?

A: Air lebih polar dari amonia. Polaritas yang kuat menjelaskan mengapa titik leleh dan titik didih yang tinggi bahkan untuk senyawa kovalen polar.

Ikatan hidrogen antar molekul vs. Intramolekul

Ikatan hidrogen bisa antar molekul atau intramolekul. Ikatan hidrogen antar molekul terjadi antara molekul yang terpisah. Ikatan hidrogen antar molekul adalah ikatan hidrogen yang terjadi di dalam molekul yang sama. Contoh pembentukan ikatan hidrogen antar molekul adalah yang terjadi pada molekul air. Molekul air (H2O) dapat membentuk ikatan hidrogen transien dengan molekul air yang berdekatan. Karena molekul air terpolarisasi, hidrogen elektronegatif dari satu molekul air secara elektrostatik tertarik ke atom oksigen elektropositif dari molekul air terdekat. Pembentukan ikatan hidrogen dalam air memiliki sifat khas yang terakhir seperti titik didih tinggi (100 ° C), tegangan permukaan tinggi, panas spesifik, dan panas penguapan.

Contoh Ikatan hidrogen intramolekul pada ikatan protein dan asam nukleat. DNA, misalnya, memiliki struktur heliks ganda yang sebagian besar disebabkan oleh ikatan hidrogen antara basa nitrogen berpasangan.

Ikatan hidrogen antarmolekul dan intramolekul dapat terjadi pada saat yang sama dalam struktur biologis. Sebagai contoh, untaian selulosa mungkin memiliki ikatan hidrogen di dalam dan di antara molekul selulosa.

Perbedaan Ikatan hidrogen dan ikatan kovalen

Salah satu perbedaan utama antara ikatan kovalen dan ikatan hidrogen adalah keelektronegatifan atom yang terlibat. Dalam ikatan kovalen, elektronegativitas kedua atom sebanding. Sebaliknya, ikatan hidrogen terbentuk ketika atom hidrogen yang sedikit positif dari ikatan kovalen polar membentuk hubungan elektrostatik dengan atom yang lebih elektronegatif dari ikatan kovalen polar dalam molekul yang sama atau yang lain.

Mirip dengan ikatan kovalen, ikatan hidrogen adalah ikatan kimia umum dalam senyawa organik, terutama asam nukleat dan protein. Ikatan hidrogen bertanggung jawab untuk pembentukan struktur sekunder dan tersier asam nukleat dan protein.

Perbedaan Ikatan hidrogen dan ikatan ion

Ikatan hidrogen terbentuk ketika atom hidrogen yang sedikit positif dari ikatan kovalen polar membentuk hubungan elektrostatik dengan atom yang lebih elektronegatif dari ikatan kovalen polar dalam molekul yang sama atau yang lain. Ikatan hidrogen, bagaimanapun, adalah ikatan kimia yang lebih lemah daripada ikatan ionik paling banyak.

Peranan ikatan hidrogen

Ikatan hidrogen sangat penting untuk organisme karena bertanggung jawab untuk pembentukan molekul penting. Ikatan hidrogen terjadi pada molekul anorganik (mis. Air) dan molekul organik (mis. DNA dan protein). Ikatan hidrogen bertanggung jawab atas struktur sekunder dan tersier dari biomolekul penting seperti asam nukleat dan protein.

Ikatan hidrogen memiliki peran struktural selama pembentukan polimer, baik sintetis (mis. Nilon) dan alami (mis. Selulosa). Ikatan hidrogen berperan dalam kristalisasi dan penguatan material. Dalam serat aramid, ikatan hidrogen membantu menstabilkan rantai linier secara lateral.

Ringkasan

Senyawa kovalen polar memiliki molekul dengan muatan negatif parsial pada satu sisi dan muatan positif parsial di sisi lain. Perbedaan polaritas ini terjadi karena senyawa mengandung ikatan polar. Dalam ikatan polar, satu atom menarik elektron bersama lebih kuat dari atom lain. Dalam beberapa molekul polar yang mengandung atom hidrogen, muatan positif parsial atom hidrogen dari satu molekul tertarik dengan muatan negatif parsial dari sebuah atom dari molekul di dekatnya.

Gaya tarik-menarik ini yang kemudian disebut ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen adalah ikatan kimia yang relatif lemah, tapi mereka menambah energi yang diperlukan supaya molekul dapat bergerak terpisah dari satu sama lain ketika terjadi perubahan keadaan dari padat ke cair atau dari cair ke gas. Hal ini menjelaskan mengapa senyawa kovalen polar memiliki titik leleh dan titik didih yang relatif tinggi.

Tinggalkan Balasan