Fuerzas intermoleculares - Aitor Alonso

LAS FUERZAS INTERMOLECULARES

Aitor Alonso lanza - biología bach 2ºa

EL ENLACE QUÍMICO

La mayoría de las biomoléculas se forman mediante la unión de átomos por el enlace químico, enlaces fuertes.

ENLACE COVALENTE

ENLACE IÓNICO

LAS FUERZAS INTERMOLECULARES

Aparte de los enlaces químicos, muchas de las funciones biológicas que llevan a cabo dependen de otro tipo de uniones más débiles: las fuerzas intermoleculares.

Interacciones dipolo-dipolo

Fuerzas electrostáticas o de ión-ión

Interacciones hidrofóbicas

Interacciones dipolo-dipolo inducido

Fuerzas de dispersión de London

Puentes de hidrógeno

- Química 1º BACH: Tema 11 (Átomos y enlace) - Biología 2º BACH: Tema 1 (Enlaces químicos en biología) - www.biologia-geologia.com (Enlaces químicos en biología) - //www.vsmcgroup.uva.es (Biomodels)

BIBLIOGRAFÍA

Interacciones dipolo-dipolo

Una molécula es un dipolo cuando existe una distribución asimétrica de los electrones debido a que la molécula está formada por átomos de distinta electronegatividad. Como consecuencia de ello, los electrones se encuentran preferentemente en las proximidades del átomo más electronegativo. Se crean así dos regiones (o polos) en la molécula, una con carga parcial negativa y otra con carga parcial positiva.Cuando dos moléculas polares (dipolos) se aproximan, se produce una atracción entre el polo positivo de una de ellas y el negativo de la otra.

El enlace iónico.

• Se ponen en contacto elementos de electronegatividades muy diferentes (metal y no metal).
• Se produce una cesión de electrones del elemento menos electronegativo (metal) al que lo es más (no metal)
• Se forman los respectivos catión y anión, que se atraen mediante interacción electrostática.
• No se forman parejas aisladas sino que se agrupan ordenadamente en redes cristalinas donde los iones de un signo están rodeados por los de signo contrario.

Fuerzas electroestáticas (ión-ión)

Son las que se establecen entre iones de igual o distinta carga:

• Los iones con cargas de signo opuesto se atraen.
• Los iones con cargas del mismo signo se repelen.

Este tipo de interacción suele recibir el nombre de puente salino. Son frecuentes entre una enzima y su sustrato, entre los aminoácidos de una proteína o entre los ácidos nucleicos y las proteínas.

La unión de una enzima a su sustrato puede darse por interacciones electrostáticas, como en el caso de los aminoácidos del enzima RUBISCO.

Fuerzas de dispersión de London

• Se producen entre moléculas apolares.
• La nube electrónica simétrica de las moléculas apolares está en realidad en continuo movimiento debido a la agitación térmica.
• En un momento dado, una molécula apolar puede tener su nube electrónica ligeramente desplazada y se comporta como un pequeñísimo dipolo (dipolo instantáneo).
• Éste puede, a su vez, inducir la formación de otro (dipolo instantáneo inducido).
• Posteriormente ambos dipolos interactúan.

Estas fuerzas son las más débiles entre las fuerzas de Van der Waals. Son mayores al aumentar el tamaño y la asimetría de las moléculas. Son mayores aún en los gases poliatómicos (O3, CO2).

Puentes de hidrógeno

• Es una interacción que se establece entre un átomo electronegativo y pequeño (O, F, N) situado en una molécula y un átomo de hidrógeno situado en otra molécula y unido covalentemente a otro átomo electronegativo y pequeño (O, F, N).
• Se debe a la atracción electrostática entre las cargas parciales de dipolos muy acusados.
• No es sólo una interacción dipolo – dipolo muy intensa sino que hay un cierto grado de enlace covalente coordinado entre ambas moléculas.
• También se pueden dar entre dos partes alejadas dentro de una misma molécula.

Este enlace es fundamental en bioquímica, ya que:

• Condiciona en gran medida la estructura espacial de las proteínas y de los ácidos nucleicos.
• Está presente en multitud de procesos fundamentales para los seres vivos (agua).

El enlace covalente.

• Se forma entre dos elementos que tienen tendencia a ganar electrones. La unión entre átomos se hace por compartición de electrones.
• Los átomos tenderán a completar su capa de valencia hasta tener ocho electrones (regla del octeto) a excepción del hidrógeno que tiende a rodearse de dos (semejante a helio).
• Cada enlace está formado por dos electrones. Si fuese necesario compartir cuatro o seis electrones entonces deberían formarse dos o tres enlaces.

Interacciones dipolo-dipolo inducido

• Aparecen en mezclas de sustancias polares y apolares.
• Las moléculas polares (dipolos) inducen una asimetría en la nube electrónica de las moléculas apolares.
• Las moléculas apolares se convierten entonces en pequeños dipolos (dipolo inducido).

• Posteriormente se produce la interacción electrostática entre ambos tipos de dipolos.
• Gracias a esta interacción, gases apolares como el O2, el N2 o el CO2 se pueden disolver en agua.

Interacciones hidrofóbicas

En un medio acuoso, las moléculas hidrofóbicas tienden a asociarse por el simple hecho de que evitan interaccionar con el agua. Este fenómeno es el responsable de que determinados lípidos formen agregados supramoleculares. Son ejemplos de fuerzas hidrofóbicas:

• Las que se establecen entre los fosfolípidos que forman las membranas celulares (forman bicapas).

• Las que hacen que los aminoácidos hidrofóbicos se apiñen en el interior de las proteínas.