Agua propiedades enlaces_h

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    24-Jul-2015

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  • La Molcula de Agua en Relacin con las Biomolculas

  • Una vez estudiado el tema relativo al agua deberasConocer:Las propiedades bsicas de la molcula de agua.En qu condiciones se forman enlaces de hidrgeno.

    Entender:Por qu se produce el efecto hidrofbico y qu son las interacciones de van der Waals.La influencia que ejerce el agua, debido a sus propiedades, sobre las biomolculas.Por qu se forman espontneamente las bicapas en un entorno acuoso.

    Ser capaz de:Predecir el pH de una disolucin que contenga un cido dbil.Preparar (tericamente) una disolucin que mantenga un valor de pH constante y conocido.

  • BIBLIOGRAFIA DEL TEMA:

    Captulo 2 de "Bioqumica" por Mathews y van Holde (Ahern)

    Captulo 2 de "Bioqumica" por Voet y Voet

    Capttulo 2 de Principios de Bioqumica Lehninger" por Nelson y Cox

  • AGUADISOLUCIONES REGULADORAS DE pHIMPORTANCIA DEL AGUA EN LOS SERES VIVOS.PROPIEDADES DEL AGUA.ESTRUCTURA DE LA MOLCULA DE AGUA.ENLACES DE HIDRGENO. ESTRUCTURA DEL HIELO.INTERACCIONES SOLUTOAGUA.H2O COMO NUCLEFILO. REACCIONES DE HIDRLISIS.DISOCIACIN DEL AGUA. SALTOS PROTNICOS.

  • El H2O cubre cerca del 71% de la superficie terrestre

  • 1. IMPORTANCIA DEL AGUA EN LOS SERES VIVOS

    Constituye 60-90 % en peso de los seres vivosDisolvente de la mayora de sustancias en los organismosSus propiedades condicionan el comportamiento de las biomolculasParticipa en reacciones qumicas (p.ej. hidrlisis, reacciones cido-base...)

  • Las propiedades fsicas del agua tambin son importantes para los seres vivosEl agua puede actuar como:Lubricante, facilitando movimientosAgente protector frente a daos mecnicosRegulador de la temperatura

  • El agua puede actuar como lubricanteEs el componente mayoritario del mucus, del lquido sinovial y otros fluidos con accin lubricante.

  • El agua puede actuar como agente protectorEl agua puede ser utilizada como protector de estructuras delicadas e importantes. Por ejemplo, el lquido cerebroespinal (o cefalorraqudeo),que es mayoritariamente agua, envuelve y amortigua los movimientos corporales bruscos, protegiendo al cerebro y a la mdula espinal. El lquido amnitico envuelve y amortigua los movimientos bruscos del feto en el seno materno.

  • El agua como regulador de la temperaturaEl agua absorbe gran cantidad de energa sin que aumente su temperatura (elevado calor especfico). Esto significa que se puede disipar calor (por ejemplo, el generado en el ejercicio muscular), manteniendo la temperatura constante. Si el calor generado es excesivo, se recurre a la evaporacin del agua.

  • Algunas propiedades sorprendentes del agua

  • El zapatero (Hydrometra stagnorum) pueda desplazarse sobre el agua?Cmo explicas que

  • El agua sobre determinadas superficies mantenga una disposicin esfrica?Y que

  • Por otra parte, el agua tieneun elevado punto de ebullicin (100oC a nivel del mar)

  • La densidad del H2O disminuye cuando se congela

    Fotografa del iceberg que supuestamente hundi al Titanic

  • Cmo explicas que la densidad del agua cambie de unaforma extraa con la temperatura?

  • Movilidad inicaa en H2O a 25C.Por otra parte, el agua pura no conduce la electricidad, peroFjate en la elevada movilidad de los protones y de OH- en agua

  • 2. EL AGUA PRESENTA VALORES ELEVADOS DE:2.1 TENSIN SUPERFICIAL

    2.2 CALOR DE VAPORIZACIN, (tambin de fusin y punto de ebullicin)

    2.3 CONSTANTE DIELCTRICA

    2.4 MOVILIDAD DE H+

    En otras palabras,

  • Para explicar estas propiedades del agua es necesario conocer su estructura3. ESTRUCTURA DE LA MOLCULA DE AGUA

  • La molcula de Agua posee enlaces Covalentes Polares

  • En la molcula de agua, dos orbitales contienen electrones sin compartirEl oxgeno forma orbitales hbridos SP3

  • La distribucin de cargas es asimtrica en la molcula de aguaEl O es mucho ms electronegativo que el Hel enlace O-H tieneun 33% de carcter inico

  • Tomada deLehninger Principles of BiochemistryNelson D.L. And Cox M.M..3rd Ed. Worth PublishersEstructura de la molcula de aguaAl ser asimtrica la molcula de agua, se comporta como un dipolo

  • El agua es el disolvente mayoritario en los seres vivos: interacciona favorablemente con la mayora de las biomolculas.

    La molcula de agua es un dipolo en el que el tomo de oxgeno posee densidad de carga negativa

  • 4. ENLACES DE HIDRGENO:

    una consecuencia de la estructura de algunas molculas polares.

  • Dos molculas polares pueden formar enlaces de este tipo entre s,al menos una, contiene hidrgeno, y la otra posee pares electrnicos sin compartir

  • Los enlaces de hidrgeno:Son mucho ms dbiles que los enlaces covalentes (aprox. 4 Kcal/mol frente a aprox. 110 Kcal/mol)

    Suponen cierta comparticin de electrones (10% de carcter covalente)

    Son direccionales (la geometra es importante)

  • Los enlaces de hidrgeno explican la alta cohesin de las molculas de agua. En el agua lquida, cada molcula forma un promedio de 3.4 enlaces de hidrgeno

  • En la superficie del agua la resultante de las fuerzas atractivas es distinta que en el interior del lquidoLas molculas de agua interaccionan de manera dbil con las del aire

  • El agua posee elevado calor especficoEsta propiedad se debe a la gran cantidad de enlaces de hidrgeno que forma.Esta propiedad nos ayuda a mantener la temperatura corporal constante. Tambin disminuye las fluctuaciones de temperatura en nuestro planeta.Calor especfico es la cantidad de calor necesaria para elevar en un gradola temperatura de un gramo de una sustancia determinada

  • La estructura del agua cambia cuando se forma hieloMientras en el agua lquida la estructura flucta rpidamente (vida media corta de cada enlace de H),en el hielo la estructura es ms estable y abierta: menos densahttp://sebbm.bq.ub.es/BioROM/contenido/biomodel/biomodel-misc/anim/agua/agua.html

    http://web.educastur.princast.es/ies/salinas/recursos/Equimico.htm

  • Cada molcula de agua puede formar enlaces de hidrgeno con otras cuatro.Esto ocurre en el hieloEstructura bsica del hielo: cada molcula de agua est enlazadade manera estable con otras cuatro, formando un tetraedroSin embargo, en el agua lquidacada molcula se une portrmino medio a otras 3.4

  • Los enlaces de hidrgeno se forman entre distintas biomolculas polares y entre stas y el agua.

    Todos estos enlaces son de gran importancia tanto en la estructura como en la funcin de la materia viva.

  • La proximidad de molculas de aguaPropicia losSaltos protnicosTomada deLehninger Principles of BiochemistryNelson D.L. And Cox M.M..3rd Ed. Worth PublishersLos saltos protnicos explican la elevada movilidad de los protones en agua Cada enlace tiene un momento dipolar que es una magnitud vectorial

  • La electronegatividad es una medida de fuerza de atraccin que ejerce un tomo sobre los electrones de otro, en un enlace qumico

  • Cada enlace tiene un momento dipolar que es una magnitud vectorial que depende de la diferencia de electronegatividad entre los tomos. La intensidad del momento dipolar es = carga distancia, la direccin es la lnea que une ambos tomos y el sentido va del menos electronegativo al ms electronegativo. Las unidades del momento dipolar en el S.I. son el coulombio por metro. Se suele utilizar el debye (1 Debye = 3,34 .10-30 Cm)En las molculas que tienen ms de un enlace, el momento dipolar total depende del momento dipolar de cada enlace y de la geometra de la molcula. En el agua, el momento dipolar es de 1.85 debye

  • segn la diferencia entre las electronegatividades se puede determinar (convencionalmente) si el enlace ser, segn la escala de Linus Pauling:Inico (diferencia superior o igual a 1.8) Covalente polar (diferencia entre 1.8 y 0.4) Covalente no polar (diferencia inferior a 0.4)

    La electronegatividad es una medida de fuerza de atraccin que ejerce un tomo sobre los electrones de otro, en un enlace qumico. Los diferentes valores de electronegatividad se clasifican segn diferentes escalas, entre ellas la escala de Pauling y la escala de Mulliken.En general, los diferentes valores de electronegatividad de los tomos determinan el tipo de enlace que se formar en la molcula que los combina. As, segn la diferencia entre las electronegatividades de stos se puede determinar (convencionalmente) si el enlace ser, segn la escala de Linus Pauling:Inico (diferencia superior o igual a 1.8) Covalente polar (diferencia entre 1.8 y 0.4) Covalente no polar (diferencia inferior a 0.4) Cuanto ms pequeo es el radio atmico, mayor es la energa de ionizacin y mayor la electronegatividad y viceversa.