El Agua

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PANEL 2–2: EL agua y su influencia en el comportamiento de las moléculas biológicas

EL AGUA
Dos átomos que están conectados entre sí por un enlace covalente pueden ejercer diversas fuerzas de atracción sobre los electrones. El enlace es polar, _ con una carga ligeramente negativa (δ ) en un extremo y una carga +) en el otro. ligeramente positiva (δ

ESTRUCTURA DEL AGUA
Las moléculasde agua se unen entre sí de manera transitoria formado un entramado de enlaces de hidrógeno. Incluso a 37 ºC, el 15% de las moléculas de agua se encuentran unidas a otras cuatro en una disposición transitoria o “agregado fluctuante.”

H

δ+ región electropositiva

O
δ región electronegativa
_

δ+

H

δ

_

La carga global de la molécula de agua es neutra (tiene el mismo númerode electrones que de protones), pero los electrones se distribuyen de manera asimétrica y generan una polaridad. El núcleo de oxígeno atrae los electrones, separándolos del núcleo del hidrógeno que se queda con una pequeña carga neta positiva. El exceso de densidad electrónica en el átomo de oxígeno genera regiones débilmente negativas en los otros dos ángulos de un tetraedro imaginario.

Lanaturaleza cohesiva de las moléculas de agua es la responsable de muchas de sus propiedades extraordinarias, como su elevada tensión superficial, su elevado calor específico y su elevado calor de vaporización.

ENLACES DE HIDRÓGENO
Debido a que están polarizadas, dos moléculas de H2O adyacentes pueden formar una unión llamada enlace de hidrógeno. Los enlaces de hidrógeno tienen cerca de 1/20 de lafuerza de un enlace covalente. Los enlaces de hidrógeno son más fuertes cuando los tres átomos se encuentran en línea recta.
δ+ H 2δ O
_

δ+ H δ
+ _

longitud de los enlaces enlace de hidrógeno 0,27 nm

H
O 2δ

H

O H

H

O

H δ
+

enlace de hidrógeno

0,10 nm enlace covalente

MOLÉCULAS HIDROFÍLICAS
Las sustancias que se disuelven fácilmente en el agua se llamanhidrofílicas. Están formadas por iones o por moléculas polares que atraen a las moléculas de agua por el efecto de sus cargas eléctricas. Las moléculas de agua envuelven cada ion o molécula polar de la superficie de una sustancia sólida y la mantienen en solución. H H O H H H H O H O H H O O _ O H + H _ N H O H+ H Hδ δ δ H _ δ H _ Na+ C H H δ+ Cl Oδ _ H H O H + O δ _ O δ+ δ H N H O δ O H H H H O O H H HO H H H O H H Las sustancias iónicas , como el cloruro Las sustancias polares , como de sodio, se disuelven gracias a que las la urea, se disuelven porque moléculas de agua son atraídas por sus moléculas forman enlaces las cargas positivas (Na+) o negativas _ de H con las moléculas de agua. (Cl ) de cada ion.

MOLÉCULAS HIDROFÓBICAS
Las moléculas que contienen una mayoría de enlaces no-polaresno son solubles en agua y se denominan hIdrofóbicas. Esto es así especialmente para los hidrocarburos, que contienen muchos enlaces C–H. Las moléculas de agua no son atraídas por estas moléculas y tienen poca tendencia a envolverlas y mantenerlas en solución. H H O H H H H C C C H O H H H O H H H O H O H O H H H H O H

CAPÍTULO 2 PANELES

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EL AGUA COMO SOLVENTE
Muchas sustancias, comoel azúcar casero, se disuelven, es decir, sus moléculas se separan unas de las otras y son rodeadas por moléculas de agua.

el azúcar se disuelve

moléculas de agua cristal de azúcar molécula de azúcar

Cuando una sustancia se disuelve en un líquido, la mezcla se denomina solución. La sustancia disuelta (en este caso el azúcar) es el soluto y el líquido que la disuelve (en este caso el agua)es el solvente. El agua es un excelente solvente para muchas sustancias debido a sus enlaces polares.

ÁCIDOS
Las sustancias que liberan iones hidrógeno en solución se denominan ácidos. HCl
ácido clorhídrico (ácido fuerte)

INTERCAMBIO DE HIDRÓGENOS
Los iones hidrógeno (H+) cargados positivamente pueden desplazarse espontáneamente de una molécula de agua a otra, generando así dos...
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