MAP 2 - El agua y las sales minerales (2017)

Resumen Español
Universidad Universidad Internacional de Cataluña (UIC)
Grado Medicina - 1º curso
Asignatura Bioquímica
Año del apunte 2017
Páginas 3
Fecha de subida 22/06/2017
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MAP 2: El agua y las sales minerales La base química de la vida 1. Enlaces entre átomos.
Enlaces covalentes: los átomos que constituyen una molécula se mantienen unidos por enlaces en los que los pares de átomos comparten pares de electrones. La formación de un enlace covalente obedece al principio fundamental que un átomo es más estable cuando su carga electrónica más externa está completa. Por consiguiente, el número de enlaces que un átomo puede formar depende del número de electrones necesarios para completar dicha capa externa.
En la formación de un enlace covalente se libera energía que posteriormente se reabsorberá cuando el enlace se rompa. La energía requerida es muy grande por lo que estos enlaces suelen ser estables en cualquier situación. En muchos casos, dos átomos pueden unirse mediante enlaces en los cuales se comparte más de un par de electrones, formando un enlace doble, si se comparten tres pares de electrones es un triple enlace. No existen cuádruples enlaces. Los átomos con un solo enlace pueden rotar sobre su eje.
2. Carga y polaridad de las moléculas . Electronegatividad Cuando los átomos unidos son del mismo tipo (como en el H2) el par de electrones de la capa externa se comparten por igual entre los dos átomos de la pareja. Sin embargo, cuando dos átomos diferentes se enlazan de forma covalente, es inevitable que el núcleo de un átomo ejerza mayor fuerza de atracción sobre los electrones en comparación al otro. En consecuencia, los electrones compartidos tienden a localizarse más cerca del átomo con mayor fuerza de atracción, o sea, el más electronegativo. La electronegatividad de un átomo depende de dos factores: - El número de cargas positivas en su núcleo (más protones, más electronegatividad).
La distancia del núcleo a los electrones externos (a mayor distancia, menor electronegatividad).
La electronegatividad aumenta hacia arriba y hacia la derecha de la tabla periódica.
. Moléculas polares y no polares Examinemos una molécula de agua. Los átomos de oxígeno del agua atraen a los electrones con mucha mayor fuerza que los átomos de hidrógeno, debido a que el oxígeno es mucho más electronegativo que el hidrógeno. Como resultado se dice que los enlaces de la molécula de agua están polarizados, de modo que uno de los átomos tiene carga parcial negativa y el otro carga parcial positiva. Moléculas como las del agua, con distribución asimétrica de carga eléctrica, se dice que son moléculas polares. Las moléculas polares de importancia biológica, contienen uno o más átomos de P, O, N o S.
Las moléculas que carecen de átomos electronegativos poseen enlaces no polarizados, como las que contienen casi exclusivamente átomos de carbono e hidrógeno; en este caso nos encontramos ante moléculas no polares.
La presencia de polaridad es importante para determinar la reactividad de las moléculas. Las moléculas que carecen de átomos electronegativos son relativamente inertes.
. Ionización Hay átomos tan fuertemente electronegativos que durante una reacción química pueden captar electrones (de otros átomos) y ser dotados de carga gracias a la perdida (catión +) o la ganancia (anión -) de electrones.
. Enlaces iónicos Un enlace iónico es un enlace covalente que se forma por la atracción electrostática entre iones de carga neta opuesta, como los iones de Na+ y Cl-. Estos enlaces son relativamente fuertes pero se destruyen con el agua.
3. Otros enlaces.
. Enlaces no covalentes Los enlaces no covalentes no dependen de electrones compartidos, sino más bien de fuerzas de atracción entre regiones con distinta carga eléctrica. Los enlaces no covalentes son débiles y por lo tanto se destruyen y se forman con rapidez.
4. Medidas.
. Molaridad Concepto que describe el número de moléculas por gr de substancia.
5. El agua El agua es la biomolécula inorgánica más abundante en los seres vivos. Debido a que el H y el O tienen electronegatividades distintas, no comparten por igual el par de electrones que forma el enlace covalente; es decir, el electrón compartido no se encuentra justo en el medio de los dos átomos sino que está ligeramente desplazado hacia el oxígeno. Por este motivo aparece una densidad de carga negativa cerca del átomo de oxígeno y una densidad de carga positiva cerca del hidrógeno. La molécula del agua tiene, por tanto, dos polos y por este motivo se dice que el agua se comporta como un dipolo. Este comportamiento dipolar le permite: - Forma puentes de hidrógeno entre las distintas moléculas que también sean polares, lo que la transforma en un disolvente potentísimo.
Forma puentes de hidrógeno entre las distintas moléculas de agua, característica responsable de su elevado punto de ebullición y de fusión y de su elevado calor de vaporización (es decir, la evaporación del agua absorbe mucho calor). Esta última propiedad es aprovechada por el cuerpo humano, para utilizar el sudor como refrigerante.
 Puentes de hidrógeno (enlaces de hidrógeno): Cuando un átomo de hidrógeno se enlaza con un átomo fuertemente electronegativo (oxígeno o nitrógeno) el único par de electrones compartido se desplaza mucho hacia el átomo electronegativo, dejando con carga parcial positiva al átomo de hidrógeno. En consecuencia, este átomo de hidrógeno tenderá a interaccionar con el par de electrones de otro átomo electronegativo. Esta última interacción débil será recíproca y se denomina enlace de hidrógeno. Los enlaces de hidrógeno se dan entre moléculas polares y tienen particular importancia para determinar la estructura y propiedades del agua.
6. Las sales minerales Los cationes más abundantes en la célula son: Na+ , K+ , Ca++, Mg++, NH4 +. Los aniones más abundantes: Cl- , HCO3 - , CO3 2- , HPO4 2- , SO4 2-. Dichos aniones y cationes forman parte de otras macromoléculas como ciertas proteínas, bases nitrogenadas, etc.
Fenómenos de distribución: - - Difusión: las moléculas disueltas tienden a distribuirse uniformemente por el agua gracias al movimiento browniano.
Diálisis: separación de las moléculas de una disolución a través de una membrana en función de su tamaño. Gracias a la difusión las moléculas se mueven para ocupar todo el espacio de forma uniforme, el tamaño de corte de los poros es el factor limitante de este desplazamiento.
Ósmosis: separación de moléculas en función de su carga. La presencia de sales produce fuerzas osmóticas. Entre dos medios con diferente concentración de sales, separados por una membrana semipermeable se produce el fenómeno de la ósmosis.
En esta situación el soluto no puede atravesar la membrana y el agua pasa a la parte más concentrada, llegando a provocar una diferencia de presión conocida con el nombre de presión osmótica. Las células intercambian agua con el exterior a favor de la presión osmótica.
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