Quimica

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Exclusión de las moléculas Hidrofóbicas

El papel primordial del agua en el metabolismo de los seres vivos se debe sus propiedades físicas y químicas, derivadas de la estructura molecular.
A temperatura ambiente es líquida, al contrario de lo que cabría esperar, ya que otras moléculas de parecido peso molecular (SO2, CO2, SO2, H2S, etc) son gases. Este comportamiento se debe a que los doselectrones de los dos hidrógenos están desplazados hacia el átomo de oxigeno, por lo que en la molécula aparece un polo negativo, donde está el oxígeno, debido a la mayor densidad electrónica, y dos polos positivos, donde están los dos hidrógenos, debido a la menor densidad electrónica. La molécula de agua son dipolos
Entre los dipolos del agua se establecen fuerzas de atracción llamados puentes dehidrógeno, formándose grupos de 3-9 moléculas. Con ello se consiguen pesos moleculares elevados y el agua se comporta como un líquido. Estas agrupaciones, le confieren al agua sus propiedades de fluido, en realidad, coexisten estos pequeños polímeros de agua con moléculas aisladas que rellenan los huecos.
Los enlaces por puentes de hidrógeno son, aproximadamente, 1/20 más débiles que los enlacescovalentes, el hecho de que alrededor de cada molécula de agua se dispongan otras moléculas unidas por puentes de hidrógeno, permite que se forme en el seno del agua una estructura ordenada de tipo reticular, responsable en gran parte del comportamiento anómalo y de sus propiedades físicas y químicas.

El carácter bipolar y su capacidad para formar puentes de hidrógeno hacen del agua el líquidoque más sustancias disuelve y por eso se la considera como el disolvente universal. La solubilidad de las moléculas está determinada en forma primordial por su polaridad y por su capacidad para formar puentes de hidrógeno con el agua. Las moléculas orgánicas no iónicas, con grupos funcionales polares, como los alcoholes y los carbohidratos de cadena pequeña, son muy solubles en agua. Estasmoléculas se dispersan entre las moléculas de agua, con las cuales sus grupos funcionales forman puentes de hidrógeno. Las sustancias que se disuelven con facilidad en el agua, incluyendo las sustancias iónicas, como el cloruro de sodio y las polares como la glucosa y el azúcar de mesa (sacarosa), se dice que son hidrofílicas, palabra derivada de las voces griegas hydor = agua y phílos = amigo.
Lassustancias no polares son insolubles en agua. Los hidrocarburos, por ejemplo, tienen una solubilidad muy baja porque las moléculas del agua tienden a interactuar con ellas mismas en vez de hacerlo con las moléculas de la sustancia no polar. Al quedar excluidas, estas moléculas tienden a reunirse entre sí. El fenómeno de exclusión de las sustancias no polares por el agua se llamada efecto hidrofóbico(hydor = agua y phóbos = temor), por lo cual se dice que las moléculas no polares son hidrofóbicas.
En el caso de las disoluciones iónicas (Fig. 4), los iones de las sales son atraídos por los dipolos del agua que se insertan entre ellos, orientando hacia cada uno la parte de carga eléctricamente opuesta quedando “atrapados” y recubiertos de moléculas de agua. Este apantallamiento debilitaconsiderablemente la atracción entre los iones cristalinos, lo que reduce la cohesión del cristal dando lugar entonces a iones hidratados o solvatados.
La capacidad disolvente del agua efectúa dos funciones:
1-el agua constituye el medio en donde ocurren las reacciones del metabolismo
2-el agua forma sistemas de transporte de diversas sustancias.

Elevada fuerza de cohesión

Lospuentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido difícil de comprimir. Por esto puede funcionar en algunos animales como un esqueleto hidrostático, como ocurre en algunos gusanos perforadores capaces de agujerear la roca mediante la presión generada por sus líquidos internos.

Los seres vivos se han adaptado...
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