agua

1. El Agua
Lic. Luis Carlos Luque

2. Agua
• En la mayor parte de células el agua es el componente principal,
oscila entre 60 al 90% de su masa. (Excepto semillas o esporas)
• En el estudio de la bioquímica es importante comprender al agua y
sus propiedades. Los componentes macromoleculares de las células
—proteínas, polisacáridos, ácidos nucleicos y membranas— asumen
sus formas características como respuesta al agua. Algunos tipos de
moléculas interaccionan en forma extensa con el agua y en
consecuencia son muy solubles. Otras moléculas no se disuelven con
facilidad en el agua y tienden a asociarse entre sí́para evitar el agua.
Gran parte de la maquinaria metabólica de las células debe operar en
un ambiente acuoso porque el agua es un solvente esencial y también
un sustrato de numerosas reacciones celulares.

3. La polaridad
• Algunas propiedades importantes del agua se de-
ben a la forma angulada y a los enlaces
intermoleculares que puede formar. Un átomo
de oxígeno tiene ocho electrones y su núcleo
cuenta con ocho protones y ocho neutrones. Hay
dos electrones en la capa interna y seis en la
capa externa de este átomo. La capa externa
presenta el potencial de contener cuatro pares
de electrones en un orbital s y tres orbitales p.
Sin embargo, la estructura y las propiedades del
agua se pueden explicar mejor si se supone que
los electrones de la capa externa ocupan cuatro
orbitales híbridos sp3.

4. • El ángulo del enlace H—O—H en el agua es de 104.5°, pero si los orbitales
electrónicos apuntaran en realidad a las cuatro esquinas de un tetraedro el
ángulo sería de 109.5°. La explicación normal de esta diferencia es que
existe una fuerte repulsión entre pares de electrones solitarios y esa
repulsión trata de unir los enlaces covalentes, con reducción del ángulo de
109.5° a 104.5°.
• Un núcleo de oxígeno atrae a los electrones más que el protón único del
núcleo del hidrógeno; en otras palabras, los átomos de oxígeno son más
electronegativos que los de hidrógeno. El resultado es que se suscita una
distribución desigual de cargas dentro de cada enlace O—H en la molécula
de agua, con el oxígeno teniendo una carga nega- tiva parcial (𝛿 +) y el
hidrógeno con una carga positiva parcial (𝛿 +). Esta distribución desigual
de la carga dentro del enlace se llama dipolo y se dice que el enlace es
polar.

5. • La polaridad de una molécula depende tanto de la polaridad de sus enlaces cova-
lentes como de su geometría. La disposición angulada de los enlaces polares O—H del
agua produce un dipolo permanente para toda la molécula, como muestra la figura
2.2a. Una molécula de amoniaco también contiene un dipolo permanente (figura
2.2b). Así, aun cuando el agua y el amoniaco gaseoso son eléctricamente neutros,
ambas moléculas son polares. La gran solubilidad de las moléculas polares de
amoniaco en el agua se ve facilitada por fuertes interacciones con las moléculas
polares del agua. La solubilidad del amoniaco en el agua demuestra el principio de que
“lo semejante disuelve a lo semejante”. No todas las moléculas son polares; por
ejemplo, el dióxido de carbono también contiene enlaces covalentes polares pero
están alineados entre ellos y con orientación opuesta, por lo que las polaridades se
anulan entre sí (figura 2.2c). El resultado es que el dióxido de carbono carece de dipolo
neto y es mucho menos soluble en agua que el amoniaco.

6. Puentes de Hidrogeno