Dra.Briseño-BIOQUIMICA

1. Unidad 3
Briseño
Agua y
electrolitos

2. 2
Propiedades
físicoquímicas
Estructura
Forma tetraédrica
Polaridad
Enlaces de hidrógeno
Briseño

3. Forma tetraédrica
La estructura tridimensional
de la molécula de agua es un
tetraedro irregular con el
oxígeno en el centro.
Los dos enlaces con el
hidrógeno se dirigen hacia las
dos esquinas del tetraedro, en
tanto que los electrones no
compartidos, ocupan las dos
esquinas restantes.
3
Briseño

4. Forma tetraédrica
El ángulo entre los dos átomos
de hidrógeno (104.5°) es un
poco menor que el de un
tetraedro (109.5°), lo que da
origen a un tetraedro
ligeramente asimétrico.
4
Briseño

5. Polaridad
Molécula polar es aquella que
presenta un polo negativo y un
polo positivo, es decir, que
está eléctricamante cargada,
vg: el agua.
El O tiene carga negativa y los
H tienen carga positiva.
¿Qué dice que dijo?
5
Briseño

6. Los electrones en los átomos de
hidrógeno del agua son fuertemente
atraídos por el átomo de oxígeno y
están, en realidad, más cerca del
núcleo del oxígeno que de los del
hidrógeno.
Por esto, la molécula de agua tiene
una carga negativa en el centro
(color rojo)
y una carga positiva en sus extremos
(tono lila)6
Briseño
Polaridad

7. Polaridad
Por eso la molécula de agua es
polar.
Además, la carga neta de una
molécula de agua es de cero:
7
Briseño +0,41
+0,41
-0,82

8. Polaridad
El átomo de oxígeno, con ocho
protones en su núcleo, atrae con
mayor fuerza a los electrones
del enlace que el átomo de
hidrógeno, es decir, es más
electronegativo que el átomo de
hidrógeno, por lo que la nube
electrónica del enlace está
deforme y forma un
dipolo permanente.
8
Briseño
+0,41 +0,41
-0,82

9. Polaridad
O sea, ésta separación de
carga que produce un dipolo
permanente, tiene una parte
negativa que apunta al átomo
de O y una parte positiva que
se encuentra en la bisectriz
del ángulo formado por los
enlaces H-O-H
9
Briseño +0,41 +0,41
-0,82

10. Polaridad
Ésta separación de la parte
positiva y negativa de la
molécula, permite reacciones
ácido-base que son
fundamentales para las
funciones de las proteínas y de
los ácidos nucleicos.
10
Briseño

11. Enlace de hidrógeno
Cuando dos moléculas de agua se
aproximan mucho, se establece una
atracción electrostática entre la
carga parcial negativa situada sobre
el átomo de oxígeno de la molécula
de agua y la carga parcial positiva
situada sobre un átomo de
hidrógeno de una molécula de agua
adyacente.
11
Briseño
++
-
+
-

12. Enlace de hidrógeno
Produciéndose una interacción
dipolo-dipolo denominada
enlace de hidrógeno.
Esto se acompaña de una
redistribución de las cargas
electrónicas de ambas
moléculas.
12
Briseño
+
-+
+ +-

13. Enlace de hidrógeno
13
Briseño

14. Debido a la ordenación casi
tetraédrica de los electrones
alrededor de los átomos de
oxígeno, cada molécula de
agua, es potencialmente capaz
de unirse mediante enlaces de
hidrógeno con cuatro
moléculas de aguas vecinas.
Esta propiedad es la
responsable de la elevada
cohesión interna del agua
líquida.
Enlace de hidrógeno
14
Briseño

15. Sin embargo, el
establecimiento de puentes de
H entre las moléculas de agua
no sucede solamente en
estado líquido, sino también
en el hielo y en la fase de
vapor.
Los enlaces de H no se
presentan solamente en el
agua. Tienden a formarse
entre cualquier átomo
electronegativo como el F, O y
N.
Enlace de hidrógeno
15
Briseño

16. El enlace de hidrógeno es más
estable cuanto más lineal sea
la ordenación del átomo de
hidrógeno y los dos átomos
electronegativos implicados
(FON)
Enlace de hidrógeno
16
Briseño

17. Enlace de hidrógeno
La fuerza de un enlace de
hidrógeno entre moléculas de
agua es aproximadamente de
4 kcal/mol
La fuerza de un enlace covalente
O-H es de 110 kcal/mol.
Por lo tanto, el enlace de
hidrógeno se engloba dentro de
las interacciones llamadas
débiles.
17
Briseño
+
-
++
+ -

18. Enlace de hidrógeno
En las moléculas biológicas
existen enlaces de hidrógeno:
Intramolecular, cuando la
interacción ocurre entre
grupos de la propia molécula.
Intermolecular, cuando la
interacción se realiza entre
moléculas distintas.
18
Briseño

19. Interacciones
intermoleculares
Las interacciones (fuerzas
atractivas o repulsivas)
intermoleculares producidas
por fuerzas electrostáticas
transitorias se conocen como:
Fuerzas de
Van der Waals.
19
Briseño

20. 20
Son de tres tipos:
Fuerzas dipolo permanente-dipolo
permanente.
Fuerzas dipolo permanente-dipolo
inducido.
Fuerzas dipolo inducido instantáneo
dipolo inducido (fuerzas de dispersión
de London).
Un dipolo permanente en una
molécula puede inducir un dipolo
transitorio en una molécula
próxima.
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21. Interacciones
intermoleculares
Se puede decir que el enlace
de hidrógeno, es una fuerza de
Van der Waals dipolo-dipolo,
de carácter muy fuerte, pero
aún más débil de lo que
pueden ser un enlace
covalente o iónicos normales.
Estas fuerzas le confieren
solubilidad a los compuestos
21
Briseño

22. Los enlaces de hidrógeno son
los responsables de las
propiedades del agua en
estado líquido.
Las moléculas de agua en
estado líquido forman una
extensa malla o red mantenida
por enlaces de hidrógeno.
Enlace de hidrógeno
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Briseño

23. El agua se concibe
como un mosaico de
agrupamientos de
moléculas H2O
unidas mediante
enlaces de
hidrógeno en
continua
reorganización.
Enlace de hidrógeno
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Briseño

24. 24
Bibliografía
Bioquímica
Rawn
1989. Edit. Interamericana McGraw-Hill
Volumen 1
Parte 1. Introducción.
Capítulo 2. El agua. 27-48
Bioquímica. Las bases moleculares de la
estructura y función celular.
Lehninger.
Segunda edición. 1991. Ediciones Omega.
Capítulo 2. El agua. 41-58.
Briseño

25. Fin
25
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