Lección 2 Las propidades quimicas y bioquímicas del agua
Páginas: 18 (4318 palabras)
Publicado: 13 de diciembre de 2015
EL AGUA
Se trata de la molécula más abundante en los seres vivos. Conforma el medio en el que se mueven e interactúan las demás biomoléculas. Las formas de vidas acuáticas y terrestres presentan gran cantidad de agua en su composición por ejemplo en las medusas, puede alcanzar el 98% del volumen del animal y en la lechuga, el 97% del volumen de la planta. Estructuras como el líquidointerno de animales o plantas, embriones o tejidos conjuntivos suelen contener gran cantidad de agua. Otras estructuras, como semillas, huesos, pelo, escamas o dientes poseen poca cantidad de agua en su composición.
El agua participa activamente como reactivo en muchas reacciones químicas celulares y, lo que es más importante, la estructura y propiedades de muchas biomoléculas y otros componentescelulares dependen de su interacción con las moléculas de agua que las rodean.
ESTRUCTURA MOLECULAR
El agua es una molécula formada por dos átomos de Hidrógeno y uno de Oxígeno. La unión de esos elementos con diferente electronegatividad proporciona unas características poco frecuentes. Estas características son:
· La molécula de agua forma un ángulo de 104,5º.
· La molécula de agua es neutrapero forma un dipolo, y aparece una zona con una densidad de carga positivo en la región de los hidrógenos, y una zona con densidad de carga negativa, en la región del oxígeno. La geometría tetraédrica de la molécula está determinada por la forma de los orbitales electrónicos más externos del átomo de oxígeno que son los que participan en los enlaces. Estos orbitales describen un tetraedro casiregular con los electrones compartidos con el hidrógeno en dos de sus vértices y los electrones sin compartir en los otros dos. De este modo, los tres átomos de la molécula forman un ángulo de 104,51, algo menor que los 109,51 de un tetraedro regular, debido a que la repulsión entre los orbitales no enlazantes del oxígeno comprime ligeramente a los orbitales enlazantes con el hidrógeno.
· Por otraparte, el núcleo del átomo de oxígeno atrae hacia sí con más fuerza los electrones compartidos que el núcleo del átomo de hidrógeno, es decir, el átomo de oxígeno es más electronegativo. Por lo tanto, en la molécula de agua el oxígeno y los hidrógenos comparten los electrones de forma desigual: los electrones están más tiempo cerca del oxígeno que del hidrógeno, de alguna manera "pertenecen" más aloxígeno que al hidrógeno. Esta forma desigual de compartir los electrones provoca la aparición de cargas eléctricas parciales en distintas zonas de la molécula: sobre los átomos de hidrógeno, parcialmente desposeídos de sus electrones, aparece, por defecto, una carga parcial positiva (δ+); correspondientemente el exceso de densidad electrónica sobre el átomo de oxígeno se traduce en la apariciónsobre el mismo de una carga parcial negativa (δ-) que se encuentra repartida entre sus dos orbitales no enlazantes. El dipolo facilita la unión entre moléculas, formando puentes de hidrógeno, que unen la parte electropositiva de una molécula con la electronegativa de otra.
La existencia de cargas eléctricas parciales permite que se establezcan interacciones electrostáticas entre moléculas deagua vecinas: las cargas parciales de signo contrario situadas en una y otra molécula se atraen mutuamente. Este tipo 3 particular de interacción electrostática se conoce con el nombre de puente de hidrógeno). Así, los puentes de hidrógeno entre moléculas de agua vecinas son las fuerzas intermoleculares responsables de la elevada cohesión interna del agua y, por lo tanto, de sus excepcionalespropiedades físicas. Los cambios de estado en el agua implican la rotura de un cierto número de puentes de hidrógeno; los elevados puntos de fusión y ebullición, así como los elevados calores de fusión y vaporización, se explican porque es necesario emplear una cantidad considerable de energía para romper dichos puentes de hidrógeno y por ello el agua presenta una alta cohesión interna.
En el hielo,...
Se trata de la molécula más abundante en los seres vivos. Conforma el medio en el que se mueven e interactúan las demás biomoléculas. Las formas de vidas acuáticas y terrestres presentan gran cantidad de agua en su composición por ejemplo en las medusas, puede alcanzar el 98% del volumen del animal y en la lechuga, el 97% del volumen de la planta. Estructuras como el líquidointerno de animales o plantas, embriones o tejidos conjuntivos suelen contener gran cantidad de agua. Otras estructuras, como semillas, huesos, pelo, escamas o dientes poseen poca cantidad de agua en su composición.
El agua participa activamente como reactivo en muchas reacciones químicas celulares y, lo que es más importante, la estructura y propiedades de muchas biomoléculas y otros componentescelulares dependen de su interacción con las moléculas de agua que las rodean.
ESTRUCTURA MOLECULAR
El agua es una molécula formada por dos átomos de Hidrógeno y uno de Oxígeno. La unión de esos elementos con diferente electronegatividad proporciona unas características poco frecuentes. Estas características son:
· La molécula de agua forma un ángulo de 104,5º.
· La molécula de agua es neutrapero forma un dipolo, y aparece una zona con una densidad de carga positivo en la región de los hidrógenos, y una zona con densidad de carga negativa, en la región del oxígeno. La geometría tetraédrica de la molécula está determinada por la forma de los orbitales electrónicos más externos del átomo de oxígeno que son los que participan en los enlaces. Estos orbitales describen un tetraedro casiregular con los electrones compartidos con el hidrógeno en dos de sus vértices y los electrones sin compartir en los otros dos. De este modo, los tres átomos de la molécula forman un ángulo de 104,51, algo menor que los 109,51 de un tetraedro regular, debido a que la repulsión entre los orbitales no enlazantes del oxígeno comprime ligeramente a los orbitales enlazantes con el hidrógeno.
· Por otraparte, el núcleo del átomo de oxígeno atrae hacia sí con más fuerza los electrones compartidos que el núcleo del átomo de hidrógeno, es decir, el átomo de oxígeno es más electronegativo. Por lo tanto, en la molécula de agua el oxígeno y los hidrógenos comparten los electrones de forma desigual: los electrones están más tiempo cerca del oxígeno que del hidrógeno, de alguna manera "pertenecen" más aloxígeno que al hidrógeno. Esta forma desigual de compartir los electrones provoca la aparición de cargas eléctricas parciales en distintas zonas de la molécula: sobre los átomos de hidrógeno, parcialmente desposeídos de sus electrones, aparece, por defecto, una carga parcial positiva (δ+); correspondientemente el exceso de densidad electrónica sobre el átomo de oxígeno se traduce en la apariciónsobre el mismo de una carga parcial negativa (δ-) que se encuentra repartida entre sus dos orbitales no enlazantes. El dipolo facilita la unión entre moléculas, formando puentes de hidrógeno, que unen la parte electropositiva de una molécula con la electronegativa de otra.
La existencia de cargas eléctricas parciales permite que se establezcan interacciones electrostáticas entre moléculas deagua vecinas: las cargas parciales de signo contrario situadas en una y otra molécula se atraen mutuamente. Este tipo 3 particular de interacción electrostática se conoce con el nombre de puente de hidrógeno). Así, los puentes de hidrógeno entre moléculas de agua vecinas son las fuerzas intermoleculares responsables de la elevada cohesión interna del agua y, por lo tanto, de sus excepcionalespropiedades físicas. Los cambios de estado en el agua implican la rotura de un cierto número de puentes de hidrógeno; los elevados puntos de fusión y ebullición, así como los elevados calores de fusión y vaporización, se explican porque es necesario emplear una cantidad considerable de energía para romper dichos puentes de hidrógeno y por ello el agua presenta una alta cohesión interna.
En el hielo,...
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