Generalidades Del Agua
FacMed - UNAM
Agua
¿De dónde viene el agua?
El agua domina los procesos vitales. Las propiedades físicas y químicas del agua la hacen un componente indispensable para los seres vivos, esta surgió a través de interacciones a temperatura elevada entre los hidrocarburos atmosféricos y los silicatos y los óxidos de hierro del manto terráqueo.
¿Cuál es lacomposición del agua?
La molécula del agua esta formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxigeno, su estructura es tetraédrica, debido a que el átomo de oxigeno tiene una hibridación de sp3. El enlace entre el átomo de oxigeno con el hidrógeno en una misma molécula es un enlace covalente, la distribución electrónica de los enlaces oxígeno-hidrógeno se desplaza hacia el oxígeno y, por lo tanto,el enlace es no polar.
Regresando al tema de la hibridación (sp3), esto sucede solo por motivos de estabilidad y afinidad de la molécula. Dos de los cuatro orbitales sp3 del oxigeno están ocupados por dos pares solitarios de electrones y los otros dos orbitales sp3 se llenan con la adición de un electrón de hidrógeno.
El oxigeno tiene una capacidad mayor para atraer electrones cuando estáunido al hidrógeno, entonces el oxigeno tendrá una carga negativa parcial y los dos átomos de hidrógeno carga positiva parcial. Cuando las cargas están separadas se denominan, dipolos. Cuando los dipolos se encuentran en un campo eléctrico se orientaran en dirección al campo opuesto.
¿Qué onda con los enlaces?
Debido a que la molécula de agua tiene una geometría plegada, la distribución de lacarga dentro de la molécula es asimétrica. El agua es por tanto polar. La molécula esta doblada en un ángulo de 104.5, se debe a que los electrones del par solitario ocupan más espacio que los pares de electrones de los enlaces O-H.
Debido a las propiedades electronegativas del oxigeno en comparación del hidrogeno, estos últimos son atraídos hacia el par de electrones sin compartir de otramolécula de agua, creando un enlace de hidrógeno, el enlace de hidrógeno se representa mediante líneas paralelas cortas, que indican el carácter covalente débil y la direccionalidad del enlace.
Pero, ¿por qué son tan importantes los enlaces? Recordando que para la unión de los átomos de hidrógeno con el de oxigeno se necesita un enlace covalente, debemos saber que las interacciones no covalentes sonelectrostáticas (generalmente), quiere decir que se producen entre el núcleo positivo de un átomo con las nubes electrónicas negativas de otro átomo cercano.
El enlace no covalente es relativamente débil, sin embargo es importante porque le otorga las propiedades físicas y químicas del agua, la estructura y la función de las biomoléculas. La capacidad débil de estos enlaces (formarse yromperse) le da a las biomoléculas la flexibilidad para producir un flujo rápido de información, que tiene lugar en los procesos vitales dinámicos.
En los seres vivos, las interacciones no covalentes más importantes son las iónicas, las fuerzas de Van der Waaals y los enlaces de hidrógeno.
Las interacciones iónicas suceden de manera uniforme en el espacio alrededor del centro de la carga. Los ionescon cargas opuestas se atraen y con cargas iguales se repelen. En las proteínas, determinadas cadenas laterales de los aminoácidos contienen grupos ionizables. La atracción de las cadenas laterales de los aminoácidos cargados de forma positiva y negativa forma puentes salinos, en el caso de que las cargas sean iguales tiene como resultado una repulsión, esta es una característica importante demuchos procesos biológicos, como el plegamiento de las proteínas, la catálisis enzimática y el reconocimiento molecular (la mayoría de los puentes salinos de biomoléculas se produce sin presencia de agua).
Las interacciones con enlaces de hidrógeno, como mencionamos anteriormente, cuando el núcleo del hidrógeno es atraído con debilidad hacia el par de electrones de otra molécula vecina. Estos...
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