Ikatan hidrogen adalah suatu jenis ikatan kimia yang terbentuk ketika atom hidrogen yang sedikit positif dari ikatan kovalen polar membentuk hubungan elektrostatik dengan atom yang lebih elektreonegatif dari ikatan kovalen polar dalam molekul yang sama atau yang lain.
Ikatan kimia menyatukan atom, ion, atau molekul dalam suatu senyawa kimia. Tiga jenis ikatan kimia yang dianggap penting secara biologis adalah (1) ikatan ionik, (2) ikatan kovalen, dan (3) ikatan hidrogen.
Ciri-ciri Ikatan hidrogen
1. Jenis ikatan yang umum
Ikatan hidrogen adalah jenis umum dari ikatan kimia dalam organisme. Seperti namanya, jenis ikatan ini melibatkan atom hidrogen. Hidrogen tertarik pada atom yang sangat elektronegatif, seperti oksigen, fluor, atau nitrogen dari ikatan kovalen polar dalam molekul yang sama atau yang lain. Hubungan antara atom hidrogen dan atom elektronegatif adalah daya tarik dipol-dipol yang kuat. Contoh ikatan hidrogen dapat terjadi dalam molekul organik (mis. DNA dan protein) dan molekul anorganik (mis. Molekul air). Cairan seperti air dengan ikatan hidrogen disebut cairan terkait.
2. Interaksi dipol-dipol elektrostatik.
Ion atau atom dari muatan yang berlawanan cenderung tertarik satu sama lain. Ini bertentangan dengan fenomena di mana ion atau atom dengan muatan yang sama cenderung untuk menolak. Dalam hal ini, ini disebut tolakan elektrostatik. Ikatan hidrogen adalah sebagian daya tarik elektrostatik yang bekerja antara atom hidrogen (yaitu terikat pada atom atau kelompok atom yang lebih elektronegatif) dan atom yang berdekatan dengan pasangan elektron bebas.
Atom yang berdekatan ini dengan pasangan elektron bebas berfungsi sebagai akseptor ikatan hidrogen sedangkan hidrogen yang terikat pada atom yang lebih elektronegatif berfungsi sebagai donor ikatan hidrogen. Akseptor proton adalah atom elektronegatif yang tidak terikat secara kovalen dengan hidrogen. Donor proton adalah atom yang terikat secara kovalen dengan hidrogen. Donor proton adalah basa Lewis.
3. Ikatan yang lemah.
Ikatan hidrogen adalah jenis ikatan kimia yang lemah dibandingkan dengan ikatan kovalen dan ion. Ia hanya memiliki sekitar 1/20 kekuatan ikatan kovalen. [1] Ini juga lebih lemah dari ikatan ion. Namun demikian, itu agak lebih kuat daripada interaksi van der Waals. Bergantung pada atom yang terlibat, geometri, dan lingkungan, energi dapat bervariasi dari 1 hingga 40 kkal / mol. [2]
Sistem H ··· Y. Ikatan hidrogen diwakili oleh titik-titik antara hidrogen (H +) dan atom yang sangat elektronegatif.
Ikatan hidrogen antar molekul dengan Intramolekul
Ikatan hidrogen bisa antar molekul atau antar molekul. 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.
Ikatan hidrogen intramolekul dicontohkan dengan 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 beda.
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 sangat penting untuk organisme karena bertanggung jawab untuk pembentukan molekul penting. Ini 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.