07 El agua

El agua

El agua
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El factor más importante en la evolución de la
vida sobre la Tierra es el agua líquida
Las características físicas y químicas diferenciales
del agua son cruciales para las sistemas vivos
Entre estas características están su estabilidad
química y sus notables propiedades disolventes.
¿Por qué el agua es tan vital para la vida? El
entendimiento del papel esencial delagua en los
procesos vivos requiere una revisión de su
estructura molecular y de las propiedades físicas y
químicas que son consecuencia de esa estructura.

ESTRUCTURA MOLECULAR
DEL AGUA
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La molécula de agua (H20) está formada por
dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.
El agua tiene una geometría tetraédrica
debido a que su átomo de oxígeno tiene una
hibridación sp3. En el centro deltetraedro
se encuentra el O2
El enlace entre H y O es covalente polar.
Las moléculas de agua están dobladas con
un ángulo de enlace de 104.5°

La forma angular de una molécula de agua
da como resultado dipolos que no se
anulan mutuamente.
La molécula tiene una polaridad neta, con
el extremo del oxígeno parcialmente
negativo y el extremo del hidrógeno





Las fuerzas de atracción quemantienen las
partículas unidas en enlaces iónicos, covalentes
o metálicos se llaman fuerzas intramoleculares.
El término molecular puede referirse a átomos,
iones o moléculas.
Las fuerzas intermolecures pueden mantener
unidas partículas idénticas, como las moléculas
de agua de una gota de agua, o dos tipos
diferentes de partículas, como los átomos de
carbono no del grafito y las partículas decelulosa
del papel. Todas son de carácter electrostático.



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Enlace no covalente
(interacciones
electrostáticas)

Se producen entre el núcleo positivo
de un átomo y las nubes electrónicas
negativas de otro átomo cercano.
Son relativamente débiles, y por lo
tanto se rompen con facilidad.
El efecto acumulativo de muchas
interacciones débiles puede ser
considerable.

Enlace no covalente(interacciones
electrostáticas)


En los seres vivos las más importantes
son:
 las

interacciones iónicas (enlace iónico)
 las fuerzas de van der Waals
 el enlace de hidrógeno (puente de
hidrógeno)
 las interacciones hidrófobas.

Fuerza de enlace en los
enlaces

Interacciones iónicas
(enlaces iónicos)
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Se producen entre átomos o grupos
cargados.
Los iones de carga opuesta, como el
sodio (Na+) yel cloruro (Cl-), se atraen.
La atracción de las cadenas laterales de
los aminoácidos cargados positivamente
y negativamente forma puentes salinos
(-COO-+H3N -), sin embargo no son
estables debido a que se prefiere la
hidratación de los iones.

Fuerzas de van der Waals


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Son interacciones electrostáticas
transitorias débiles.
Se producen entre dipolos
permanentes y/o inducidos.
Pueden serde atracción o repulsión,
dependiendo de la distancia entre
los átomos o los grupos implicados.

Fuerzas de van der Waals
Interacciones dipolares.


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Existen tres tipos de
interacciones electrostáticas
que implican dipolos:
(a) interacciones dipolo-dipolo,
(b) interacciones dipolo-dipolo
inducido, y
(c) interacciones dipolo
inducido-dipolo inducido (de
dispersión o de London)
La facilidadrelativa con la que
responden los electrones a un
campo eléctrico determina la
magnitud de las fuerzas de
van der Waals. Las
interacciones dipolo-dipolo
son las más fuertes y las
interacciones dipolo inducido –
dipolo inducido las más
débiles.

Dipolo - Dipolo
Dipolo inducido – Dipolo inducido

Puente de Hidrógeno

Enlaces de hidrógeno
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Los enlaces covalentes entre el hidrógeno y el
oxígeno,el nitrógeno o el azufre son
suficientemente polares, de forma que el núcleo
de hidrógeno es atraído débilmente hacia el par
de electrones solitario de un oxígeno, nitrógeno o
azufre de una molécula vecina.
En la molécula de agua, cada par de electrones
sin compartir del oxígeno puede formar un enlace
de hidrógeno con moléculas de agua cercanas.
Los «enlaces» intermoleculares resultantes
actúan...