Liaison hydrogène : nature, conditions d'existence et conséquences

Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère

À retenir

• Liaison hydrogène : H lié à O, N ou F (^+) attiré par un doublet non liant de O, N ou F • Énergie de 10 à 40\ kJmol^-1 : entre Van der Waals et liaison covalente • Explique les températures d'ébullition élevées (H_2O : 100\ ^C ; H_2S : -60\ ^C) et de nombreuses solubilités dans l'eau

Le cours

1. Nature de la liaison hydrogène Une liaison hydrogène est une interaction électrostatique entre : un atome d'hydrogène lié par covalence à un atome très électronégatif (O, N ou F), qui porte donc une charge partielle ^+ importante : c'est le donneur (groupes O–H, N–H, F–H) ; un doublet non liant d'un atome très électronégatif (O, N ou F) d'une autre molécule (ou d'une autre partie de la même molécule) : c'est l'accepteur. On la représente en pointillés : O–H\,\,O. Les trois atomes sont à peu près alignés. 2. Énergie et conséquences Son énergie, de l'ordre de 10 à 40\ kJmol^-1, est supérieure à celle des interactions de Van der Waals mais bien inférieure à celle d'une liaison covalente. Conséquences : températures d'ébullition élevées : H_2O bout à 100\ ^C alors que H_2S, molécule voisine sans liaison hydrogène, bout à -60\ ^C ; solubilité dans l'eau des espèces capables de liaisons hydrogène (éthanol, sucres, propanone) ; glace moins dense que l'eau liquide (0,92 contre 1,00\ gmL^-1) grâce à sa structure ouverte ; appariement des deux brins de l'ADN. 3. Méthode 1. Chercher un donneur : H lié à O, N ou F. 2. Chercher un accepteur : O, N ou F portant un doublet non liant. 3. Liaison hydrogène entre deux molécules identiques : il faut que la molécule possède les deux. 4. Attention Un H lié à un carbone n'est pas donneur : le méthane ne forme aucune liaison hydrogène. Une molécule sans donneur (propanone, méthoxyméthane) peut cependant être accepteur et former des liaisons hydrogène avec l'eau.

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