Els àtoms d’hidrogen, molt sovint estan relacionats amb ponts d’hidrogen situats entre dos àtoms d’oxigen (O), nitrogen (N), sofre (S), etc. (veure la figura, esquerra). Rarament es troba que un d’aquests dos àtoms, d’un pont d’hidrogen, és un carboni (C), tot i que en els últims anys sí que han descobert alguns ponts d’hidrogen amb carboni. A part del pont d’hidrogen (també anomenat l’enllaç d’hidrogen) existeix també l’enllaç de dihidrogen (veure figura, dreta), com per exemple el descrit en un article del Departament de Química en 2009.
enllaços dhidrogen i dihidrogen
Un recent article a la revista de Nature Chemistry parla d’aquests enllaços de dihidrogen d’alcans, de tamany petit (methà) fins a gran (buckybowlà), i explica que aquests contactes entre dos hidrogens són subtils, però dins l’estat cristal·lí són responsables de les forces que uneixen les molècules. Així que els autors van estudiar diferentes molècules (veure figura).
algunes de les molècules estudiades
A més a més, els autors van intentar respondre a dues preguntes: (a) quina és la interacció més forta?, i (b) com afecta el tamany de l’estructura dels carbonis en aquesta interacció? A partir de càlculs de química teòrica els autors prediuen que un alcà amb forma d’un bol (buckybowlà) dóna interaccions més fortes amb una energia de dissociació de 12 kJ/mol.
la molècula de buckybowlà
En resum, els autors van obtenir quatre factors que són importants per l’estabilitat: (i) la presència de grups donadors d’electrons; (ii) el nombre d’àtoms de carboni a distancia de dos enllaços del grup C-H; (iii) l’angle de piramidalització C-C-H dels hidrogens que interactuen; (iv) el nombre de curts contacts H···H entre les molècules. Tots aquests factors s’uneixen en polihedrans per millorar significativament les interaccions atractives de dihidrogen. En els sòlids, a més a més hi ha moltes molècules veïnals que condueixen a punts de fusió molt alts.
Així que interaccions “febles” de dihidrogen produeixen xarxes molt fortes.
albertpo
carlescurutchet
Convidat
ematito
jordipoater
marcelswart
miquelsola
Marta Planas
miquelduran
pepduran
Pep Anton Vieta
quelet
Laia
sergiparedes
SilviaSimonR
CatQuímica.cat 
Miquel Solà
20/04/2011
No estic d’acord que entre dues molècules de metà hi hagi un enllaç dihidrogen. Són forces de van der Waals i és molt possible que siguin energèticament més importants els “contactes” del C d’una molècula amb l’H de l’altra que entre els dos H propers. Es una cosa que m’agradaria comprovar.
marcelswart
20/04/2011
Tens raó! Volia dibuixar de manera més senzilla la diferencia entre pont d’hidrogen i un enllaç de dihidrogen. Potser hauria sigut millor fer-ho diferent, amb un exemple que sigui millor.
David
20/04/2011
Crec el mateix que en Miquel amb l’estructura del metà i les més simples, però en el cas del bucky podria ser que la deslocalització electrònica hi fes alguna cosa, permetent que tots els carbonis de la cara hexagonal donessin electrons als hidrògens perquè a la cara contrària els carbonis els hi retirin… Hauria d’haver-hi un “multipol induït” que un cop generat es mantingués.
Les interaccions d’un hidrogen a més d’un altre és una estructura que els DHBs fan sovint. També pot ser un artefacte de les restriccions de simetria (no puc veure l’article original).
Martin
20/04/2011
Hola,
parlant d’enllaços per pont d’hidrògen; acaba de sortir a PNAS un interessant article sobre la natura quàntica del mateix.
Link: http://www.pnas.org/content/108/16/6369.abstract?etoc.
Salutacions,
Martin.
zillahh
20/04/2011
També estic d’acord amb en Miquel. No crec que l’exemple que s’ha posat aquí sigui tampoc el millor.
Martin
24/04/2011
Hola,
avui he estat mirant l’article de Nature Chemistry, i creuen això:
“Our study of homonuclear dihydrogen interactions in dimers of
linear, branched and polyhedral alkanes reveals interesting trends
in keeping with the crystal structures and thermal behaviour of
these compounds. Starting with the simplest alkane, methane, its
most stable dimer corresponds to the 3:3 topology, which is nevertheless
unsuitable for an extended structure in the solid state. The
1:1 and 1:2 contacts present in its crystal structure with 12
nearest-neighbour molecules are found in our calculations to stabilize
a dimer by slightly more than 1 kJ mol21 each, with optimized
intermolecular H…H distances similar to experimental ones.”
En el paper está la correspondència a 1:1 (en aquest cas, enllaç dihidrogen), 2:2,…, 3:3. Segons els autors, podria haver alguna interacció (mínima) dihidrogen en el cas del dímer de metà.
Salutacions,
Martin Félix.