FMH_2012_ CHI_Clase _Enlace Químico

7/30/2019 FMH_2012_ CHI_Clase _Enlace Qumico

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El enlace qumicoQUIMICA MDICA

Mg. Helda C. Del Castillo C.

2012

FILIAL NORTE


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Fundamento del enlace

qumico y la geometramolecular. Notacin de Lewis.Enlace qumico. Tipos: Enlace

interatmico: inico, metlico ycovalente. Enlace

intermolecular: dipolo-dipolo,

puente de hidrgeno y fuerzasde London.


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Qu mantiene unidos a lostomos?

En condiciones terrestres, la

mayor parte de los elementos

rara vez existen como tomos

aislados.

El estado ms generalizado es elde tomos enlazados. Por ej.:

el oxgeno (O2 ),el nitrgeno(N2), el hidrgeno (H2) y loshalgenos, son molculas

diatmicas.

El azufre amarillo y el fsforo

blanco existen como molculas

cuyas frmulas son S8 y P4

respectivamente

El carbono, en forma de

diamante y grafito, as como elfsforo rojo, son

macromolculas compuestas

por muchos tomos enlazados

en una red.

La mayora de los elementosmetlicos, tales como el cobre y

el potasio, estn formados por

innumerables tomos enlazados

entre s.


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Azufre amarillo S8

molcula de C60molcula de C60molcula de C60molcula de C60

C60

P4

El USS Alabama recibiendo un impacto de

una bomba de fsforo en septiembre de1921
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=USS_Alabama_(BB-8)&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/1921http://es.wikipedia.org/wiki/1921http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=USS_Alabama_(BB-8)&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:USS_Alabama_(BB-8)_1921.jpg


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Qu mantiene unidas a lasmolculas?

Las molculas resultan de la unin de tomos individualesmediante enlaces covalentes.

Sin embargo, los enlaces covalentes por s solos no puedenexplicar la complejidad de los sistemas biolgicos: existen otro tipode fuerzas entre molculas y tomos, que no suponen compartirpares de electrones, y que reciben colectivamente el nombre deenlaces (o, ms propiamente y por lo que se ver ms adelante)Interacciones NO covalentes.

Estas interacciones son responsables de la estructura final demacromolculas, de la unin especfica entre molculas, es decir,del reconocimiento molecular, de los procesos deautoorganizacin de estructuras macromoleculares y celulares yde todo lo que suponga movimiento y comunicacin a nivel celulary subcelular. Su importancia, por ello, es fundamental para todoslos aspectos estructurales y funcionales de los seres vivos.


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(Buckyball pag.408Chang)


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Propann

Es un modelo de la molcula de propano (C3H

8).

Las esferas negras representan los tomos de

carbono y las blancas los tomos de hidrgeno. Los

enlaces de cada carbono tienen una disposicin

tetradrica y el resultado final no puede ser ms

parecido a un perro de peluche!: cuatro patas, dos

orejas, hocico y rabo.

propanin.swf
http://blog.educastur.es/bitacorafyq/2008/03/02/propanin/http://blog.educastur.es/bitacorafyq/files/2008/03/propanin.jpghttp://blog.educastur.es/bitacorafyq/files/2008/03/propanin.jpghttp://blog.educastur.es/bitacorafyq/files/2008/03/propanin.swfhttp://blog.educastur.es/bitacorafyq/files/2008/03/propanin.swfhttp://blog.educastur.es/bitacorafyq/files/2008/03/propanin.jpghttp://blog.educastur.es/bitacorafyq/2008/03/02/propanin/


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Las Molculas de la Vida


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Cmo se combinan lostomos y cules son las

fuerzas que los unen?. Estos interrogantes son fundamentales en el estudio de la

qumica, pues los cambios qumicos son esencialmente una

alteracin de los enlaces qumicos.

Los tomos, molculas e iones , se unen entre s porque al hacerlo

se llega a una situacin de mnima energa, lo que equivale a decir

de mxima estabilidad.La estabilidad mxima se producecuando un tomo es isoelectrnico con un gas noble.

Son los electrones ms externos, los tambin llamados electronesde valencia los responsables de esta unin, al igual que de la

estequiometra y geometra de las sustancias qumicas.


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Los enlaces qumicosson las fuerzas deatraccin que mantienen unidos a lostomos en los compuestos.Un enlace qumico es el proceso fsicoresponsable de las interacciones atractivasentre tomos y molculas y que confiere

estabilidad a los compuestos qumicos

diatmicos y poliatmicos.La distancia a la que se colocan los tomos es a la que sedesprende mayor energa producindose la mximaestabilidad.Los tomos se unen pues, porque as tienen una menorenerga y mayor estabilidad que estando separados.

CONCEPTO DE ENLACE


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TIPOS DE FUERZAS ATRACTIVAS


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Los enlaces qumicos resultan de interacciones

electrostticas y se los clasifican en tres grandesgrupos, enlace inico, enlace covalente y enlacemetlico.

1) Enlace inico: resulta de las interacciones

electrostticas entre iones de cargas opuestas.

2) Enlace covalente: es el resultado de compartirelectrones entre dos tomos.

3) Enlace metlico: cada tomo est unido avarios tomos vecinos por electrones que son

relativamente libres de moverse a travs de la

estructura tridimensional.


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Enlace inico

El enlace inico surge de las interaccionesentre iones, que a menudo resulta de la

transferencia neta de uno o ms electrones de

un tomo o grupo de tomos a otro.

Un enlace inico es la fuerza de la atraccinelectrosttica entre iones de carga opuesta. Estos enlaces pueden ser bastante fuertes pero

muchas sustancias inicas se separan

fcilmente en agua, produciendo iones libres.


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Enlace inico


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Cuando los tomos reaccionan por transferencia

electrnica, el nmero de electrones ganados y

perdidos debe coincidir, el compuesto resultantees neutro.

La formacin de un enlace inico es muy

frecuente cuando un elemento metlico con una

energa de ionizacin baja,(Los metales alcalinos y

alcalinotrreos : grupo IA o IIA) reacciona con unelemento no metlico, de alta afinidad

electrnica. (halgenos y el oxigeno)

ION: tomo o grupode tomos cargadoselctricamente.


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Prcticamente, hablaremos

de enlaces inicos cuando

en un compuesto existan

elementos de altaelectronegatividad (no

metales del extremo

derecho superior de la tabla

peridica, excluyendo losgases nobles) y otros de

baja electronegatividad (en

general metales del

extremo izquierdo), en otras

palabras se trata deelementos cuya diferencia

de electronegatividad ( EN)es grande, en general,

mayor de 1,7.


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Formacin de un Cristal


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Importancia de los iones en elorganismo vivo

Los iones calcio (Ca2+), potasio (K+) y sodio (Na+) estn implicados todos en

la produccin y propagacin del impulso nervioso.

Na+

K+

Impulso

nervioso


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En el interior de la neurona existen protenas e iones concarga negativa. Esta diferencia de concentracin de ionesproduce tambin una diferencia de potencial (unos -70milivoltios) entre el exterior de la membrana y el interiorcelular. Esta variacin entre el exterior y el interior se alcanzapor el funcionamiento de la bomba de sodio/potasio (Na+/K+)


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La bomba de Na+/K+ gastaATP. Expulsa tres iones desodio que se encontraban enel interior de la neurona eintroduce dos iones depotasio que se encontrabanen el exterior. Los iones sodiono pueden volver a entrar enla neurona, debido a que lamembrana es impermeable alsodio.


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Adems, el Ca

2+

es necesario para la contraccin delos msculos y para el mantenimiento de un latido

cardaco normal.


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Muchos iones constituyen un porcentaje nfimo del peso vivo,

pero desempean papeles centrales.

El ion potasio (K+) es el principal ion con carga positiva en la

mayora de los organismos, y en su presencia puede ocurrirla mayora de los procesos biolgicos esenciales.

Cl (anin)K

+

(catin)


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Enlace covalente

Un enlace covalente se forma cuando dostomos comparten uno o ms pares de

electrones.

El enlace covalente ocurre cuando la

diferencia de electronegatividad de los tomos

intervinientes, ( EN) es menor a 1,7; estoocurre cuando se unen no metales entre s o no

metales con hidrgeno.


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CLASIFICACIN

Los enlaces covalentes pueden clasificarse en :

I.- Enlace covalente propiamente dicho: 1) Enlace covalente simple

2) Enlace covalente mltiple (doble o triple)

II- Enlace covalente dativo o coordinado

III.- Enlaces covalentes polares y no polares


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1) Enlace covalente simple: El ejemplo ms simple de este tipo de situacin es la

combinacin de dos tomos de H para formar una molcula

de H2 .

Cada tomo de H necesita un electrn para ser

isoelectrnico con el tomo de He, por lo que una

transferencia de electrones no puede satisfacer los

requerimientos de ambos tomos.

En vez de esto, los dos tomos de hidrgeno comparten

mutuamente sus electrones.

El par compartido "pertenece" a ambos; se puedeconsiderar que cada tomo de hidrgeno ha ganado un

electrn y ha adquirido la estructura del helio.


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Los smbolos de Lewis se combinan en estructuras de Lewis,

o estructuras de puntos por electrones.

HHHH

HH

El par de electrones compartidos proporciona a cada tomo de H

dos electrones adquiriendo la configuracin electrnica externa

del gas noble helio.


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Una estructura de Lewis es la representacin de un

enlace covalente, donde el par electrnico compartido

se indica con lneas o como pares de puntos entre

tomos, y los pares libres, no compartidos se indicancomo pares de puntos alrededor de los tomos

individuales. Solo se muestran los electrones de valencia


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REGLA DE OCTETO, formulada por Lewis:

Un tomo diferente del hidrogeno tiende a formar

enlaces, ganando, perdiendo o compartiendo electrones,

hasta quedar rodeado por ocho electrones de valencia.

Un octeto significa tener cuatro pares de electrones de

valencia dispuestos alrededor del tomo.

La regla del octeto funciona principalmente para los

elementos del segundo periodo de la tabla peridica. Estos

elementos tienen subniveles 2s y 2p que pueden contener untotal de ocho electrones.

REGLA DE OCTETO


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Ejemplo: molcula de H2O

H-O-HHOH

o


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F F+

7e-

7e-

F F

8e-

8e-

F F

F F

Estructura de Lewis del F2

pares librespares libres

pares librespares libres

enlace covalente sencillo


EJEMPLOS


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Molculas tipo NO y NO2 que tienen unnmero impar de electrones.Molculas tipo BeCl2 o BF3 con marcadocarcter covalente en las cuales el tomo de

Be o de B no llegan a tener 8 electrones.Molculas tipo PCl5 o SF6 en las que el tomocentral tiene 5 o 6 enlaces (10 o 12 e ).

Excepciones a la teora de Lewis


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2) Enlaces covalentes mltiples Para satisfacer la regla del octeto y sus requerimientos

de covalencia, es frecuente que dos tomos tengan quecompartir ms de un par de electrones.

Esto conduce al concepto de enlaces mltiples. Si los

pares compartidos son dos, se obtiene un enlace doble;

si son tres es un enlace triple. Por ejemplo:


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8e-

H HO+ + OH H O HHor

2e- 2e-

Estructura de Lewis del agua

Doble enlace: dos tomos comparten dos pares de electrones


O C O o O C O

8e- 8e-8e-enlace doble

enlace doble

Triple enlace: dos tomos comparten tres pares de electrones

N N

8e-8e-

N N

enlace tripleenlace triple

o


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Enlace covalente dativo ocoordinado

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Enlaces covalentes coordinados o dativos


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Enlace coordinados

Las molculas neutras o iones negativos sedenominan ligandos y forman enlaces con el

metal a travs de sus pares de electrones

libres; estos enlaces son covalentes de tipo

dativo (aqullos en los que los dos electrones

del enlace provienen de uno slo de los tomos

implicados en el enlace). En los compuestos de

coordinacin, el metal suele ser un metal de

transicin .Ej.de estos co puestos son los

quelatos.


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Quelatos Quelato es un trmino muy

sencillo que se refiere a laformacin de anillos que incluyen

al centro metlico en compuestos

de coordinacin.

La quelatacin es la habilidad deun compuesto qumico

para formar una estructura en

anillo con un ion metlico

resultando en un compuesto con

propiedades qumicas

diferentes a las del metal original.

(El quelante impide que el metal

siga sus reacciones qumicas 04/01/201343

EDTA
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Tetracycline_structure.svg


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Las tetraciclinas tienen la capacidad de de formar quelatos insolubles enmedio neutro
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Tetracycline_structure.svg


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III.-Enlaces covalentes polares y nopolares Otra manera de clasificar los enlaces covalentes es

segn su polaridad.

a) Enlace covalente apolar o no polar

Entre tomos idnticos o diferentes pero de igual

electronegatividad EN=0, los electrones se compartende igual forma por ambos. A este tipo de enlace se lo

denomina enlace covalente apolar.

Podemos citar los ejemplos del Hidrgeno (visto en

enlace covalente simple) .oxgeno (enlace covalentedoble), Nitrgeno (enlace covalente triple) o PH3 ( 3

enlaces simples).


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b) Enlace covalente polar

En cambio, si los dos tomos enlazados difieren como

en el caso del H:Cl, o son idnticos, pero sus vecinos

no lo son, como en el caso de los dos tomos de C

en H3CCCl3 , los electrones no se comparten por

igual: uno de los tomos (el ms electronegativo)

atrae electrones con ms fuerza que el otro.

El tomo que ejerce la mayor atraccin desarrolla

una cierta carga negativa; el otro adquiere una cierta

carga positiva. Estas cargas son inferiores a la

unidad, -1 o +1 y se llaman cargas parciales,

representadas como + y -.


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As, dado que el cloro es ms electronegativo que el

hidrgeno, el cloruro de hidrgeno se representa:

+ -..

H Cl :

..

H F

Otro ejemplo:

FH

e- pobre e- rica

+ -

Se forma, entonces, un dipolo (las dos cargas elctricas (+ y -) en

una distancia muy pequea) y la molcula recibe el nombre de"polar".


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GeneralizacinEntre ms grande es la diferencia en electronegatividad

entre dos tomos; ms polar es el enlace.

Los enlaces polares conectan

tomos

de diferente electronegatividad

:O C-

F:....H

-

O....H

-

H O:.. ..

-


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Ejemplos deenlace covalente polar.

:Cl + x H :Cl x H ; :ClH HCl

O + 2 x H Hx O x H ; HOH H2O

N + 3 x H Hx N x H ; HNH NH3 x |

H H

O + 2 x Cl: :Clx O x Cl: ; :Cl

O

Cl: Cl2O

+

+

+

+

+


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Covalente

comparte e-

Covalente polar

transferencia parcial

de e-

Inico

transferencia e-

Aumento en la diferencia de electronegatividad

Clasificacin de enlaces por diferencia en electronegatividad

Diferencia Tipo de enlace

0 0,4 Covalente 1,7 Inico

>0,4 y


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Electronegatividad

La electronegatividad es una medida de lahabilidad de un elemento de atraer electrones

cuando esta enlazado a otro elemento.

Un elemento electronegativo atrae electrones.

Un elemento electropositivo libera electrones.

El i id d d l l


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Electronegatividad de los elementos comunes

Aumento de electronegatividad


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Covalente

comparte e-

Covalente polar

transferencia parcial de e-

Inico

transferencia e-

Aumento en la diferencia de electronegatividad

0 > 0.4 < 1.7 > InicoCov. No-polar Cov. polar

Clasificacin de enlaces

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Cov. puro


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Cl ifi l l i i t i i l t


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Clasifique los enlaces siguientes como inico, covalente

polar, o covalente: El enlace en CsCl; el enlace

en H2S y los enlaces en H2NNH2.

Cs 0.7 Cl 3.0 3.0 0.7 = 2.3 Inico

H 2.1 S 2.5 2.5 2.1 = 0.4 Covalente polar

N 3.0 N 3.0 3.0 3.0 = 0 Covalente


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ENK= 0,9

ENBr= 2,8EN= 1,9


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COMPUESTOS INICOS1. Son slidos con punto de fusin

altos (por lo general, > 400C)2. Muchos son solubles en

disolventes polares, como el

agua..

3. La mayora es insoluble en

disolventes no polares, como el

hexano C6H14.4. Los compuestos fundidos

conducen bien la electricidad

porque contienen partculas

mviles con carga (iones)

5. Las soluciones acuosas

conducen bien la electricidadporque contienen partculas

mviles con carga (iones).

COMPUESTOS COVALENTES1. Son gases, lquidos o slidos

con punto de fusin bajos (porlo general, < 300C)

2. Muchos de ellos son insolubles

en disolventes polares.

3. La mayora es soluble en

disolventes no polares, como el

hexano C6H14.4. Los compuestos lquidos o

fundidos no conducen la

electricidad.

5. Las soluciones acuosas suelen

ser malas conductoras de la

electricidad porque nocontienen partculas con carga.

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ENLACE METLICO

Las propiedades de los metales: altaconductividadtrmica y elctrica, brillo, maleabilidad, ductilidad,son consecuencia del enlace metlico que se daentre sus tomos.

Modelo del Mar de Electrones

En este modelo, el slido metlico se representa como unconjunto de cationes metlicos en un mar de electronesde valencia.Los cationes (formados por el ncleo del tomo y los electronesque no participan del enlace) se encuentran en posiciones fijas,los electrones de valencia se mueven entre ellosdeslocalizadamente es decir por todo el cristal metlico, sinpertenecer a ningn tomo en particular (estn distribuidos demanera uniforme en toda la estructura).


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Modelo del Mar de Electrones

C t ti d l l


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Caractersticas del enlacemetlico

Se da entre tomos metlicos.

Todos tienden a ceder e .

Los cationes forman una estructura cristalina, y los e

ocupan los intersticios que quedan libres en ella sin estar

fijados a ningn catin concreto (mar de e).

Los eestn, pues bastante libres, pero estabilizan la

estructura al tener carga contraria a los cationes.


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Propiedades de los compuestos metlicos.

Punto de fusin y ebullicin muy variado(aunque suelen ser ms bien alto)

Insolubles, pero son muy solubles solo

en estado fundido en otros metales

formando aleaciones.

Muy buenos conductores del calor y la

electricidad en estado slido.

Son dctiles y maleables (no frgiles).

Alta densidad.

Insolubles.

Tienen brillo metlico.

presin

FUERZAS INTERMOLECULARES


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FUERZAS INTERMOLECULARES Dentro de una molcula, los tomos estn unidos mediante

fuerzas intramoleculares (enlaces inicos, metlicos o

covalentes, principalmente). Estas son las fuerzas que sedeben vencer para que se produzca un cambio qumico.

Son estas fuerzas, por tanto, las que determinan laspropiedades qumicas de las sustancias.

Sin embargo existen otras fuerzas intermoleculares queactan sobre distintas molculas o iones y que hacen que

stos se atraigan o se repelan. Estas fuerzas son las que

determinan las propiedades fsicas de las sustancias

como, por ejemplo, el estado de agregacin, el punto defusin y de ebullicin, la solubilidad, la tensin superficial, la

densidad, etc. Por lo general son fuerzas dbiles pero, al ser

muy numerosas, su contribucin es importante.


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FUERZAS ELECTROSTTICAS (IN-IN)


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FUERZAS ELECTROSTTICAS (IN-IN)

Son las que se establecen entre iones de igual odistinta carga:

Los iones con cargas de signo opuesto se atraen

Los iones con cargas del mismo signo se repelen

La magnitud de la fuerza electrosttica viene definida por

la ley de Coulomb y es directamente proporcional a lamagnitud de las cargas e inversamente proporcional al

cuadrado de la distancia que las separa

Con frecuencia este tipo de interaccin recibe el nombre


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Con frecuencia, este tipo de interaccin recibe el nombre

de puente salino.

Son frecuentes entre una enzima y su sustrato, entre los

aminocidos de una protena o entre los cidos nucleicos

y las protenas (Figuras inferiores).

Los aminocidos cargados de unaprotena pueden establecer enlacesinicos (puentes salinos) dentro de unaprotena o entre protenas distintas


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Las cargaspositivas de laprotena (en azul)se disponen en

torno a la hlice delDNA cargadanegativamente


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La unin de unaenzima a susustrato puedeestar gobernadaporinteraccioneselectrostticas,como en el casode la Ribulosa-

bifosfato-carboxilasa

FUERZAS IN-DIPOLO


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Son las que se establecen entre un in y una molculapolar.

Por ejemplo, el NaCl se disuelve en agua por la

atraccin que existe entre los iones Na+ y Cl- y los

correspondientes polos con carga opuesta de la

molcula de agua. Esta solvatacin de los iones escapaz de vencer las fuerzas que los mantienen juntosen el estado slido .


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La capa de agua de hidratacin que se formaen torno a ciertas protenas y que resulta tanimportante para su funcin tambin se forma

gracias a estas interacciones

FUERZAS IN DIPOLO INDUCIDO


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FUERZAS IN-DIPOLO INDUCIDO

Tienen lugarentre un in y una molcula apolar. La

proximidad del in provoca una distorsin en la nubeelectrnica de la molcula apolar que convierte (de

modo transitorio) en una molcula polarizada. En este

momento se produce una atraccin entre el in y la

molcula polarizada. Un ejemplo de esta interaccin es la interaccin entre

el in Fe++ de la hemoglobina y la molcula de O2,que es apolar.

Esta interaccin es la que permite la unin reversibledel O2 a la hemoglobina y el transporte de O2 desde

los pulmones hacia los tejidos (ver tabla inferior).


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: Fuerzas in - dipolo inducido

Un ion puede alterar la densidad electrnica de un tomoo una molcula no polar que se encuentra en su cercana.La distribucin electrnica del tomo se distorsiona por laatraccin ejercida, si el in es positivo o por la repulsinejercida, si el in es negativo, resultando la formacin deun dipolo inducido

INTERACCIONES HIDROFBICAS


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En un medio acuoso, las molculas hidrofbicas tienden a

asociarse por el simple hecho de que evitan interaccionar

con el agua. Lo hace por razones termodinmicas: lasmolculas hidrofbicas se asocian para inimizar elnmero de molculas de agua que puedan estar encontacto con las molculas hidrofbicas

En medio acuoso, cada molcula de lpido obliga a las molculas deagua vecinas a adoptar estados ms ordenados (las que estnsombreadas de color azul)

Este fenmeno se denomina efecto hidrofbico y es el


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Este fenmeno se denomina efecto hidrofbico y es elresponsable de que determinados lpidos formen

agregados supramoleculares. Son ejemplos de fuerzas

hidrofbicas:

las que se establecen entre los fosfolpidos que forman

las membranas celulares (forman bicapas)


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las que se establecen en el interior de una micela durante

la digestin de los lpidos

las que hacen que los aminocidos hidrofbicos se apien

en el interior de las protenas globulares

FUERZAS DE VAN DER WAALS


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Cuando se encuentran a una distancia moderada, las

molculas se atraen entre s pero, cuando sus nubeselectrnicas empiezan a solaparse, las molculas se

repelen con fuerza.

El trmino "fuerzas de van der Waals" engloba

colectivamente a las fuerzas de atraccin entre lasmolculas.

Son fuerzas de atraccin dbiles que se establecen

entre molculas elctricamente neutras (tanto polares

como no polares), pero son muy numerosas ydesempean un papel fundamental en multitud de

procesos biolgicos.

Las fuerzas de van der Waals incluyen:


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Fuerzas dipolo-dipolo(tambin llamadasfuerzas de Keesom), entre las que seincluyen los puentes de hidrgeno

Fuerzas dipolo-dipolo inducido (tambinllamadas fuerzas de Debye)

Fuerzas dipolo instantneo-dipolo

inducido (tambin llamadas fuerzas dedispersin o fuerzas de London)

FUERZAS DIPOLO DIPOLO


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FUERZAS DIPOLO-DIPOLO Una molcula es un dipolo cuando existe una

distribucin asimtrica de los electrones debido aque la molcula est formada portomos de distintaelectronegatividad. Como consecuencia de ello, loselectrones se encuentran preferentemente en las

proximidades del tomo ms electronegativo. Se crean

as dos regiones (o polos) en la molcula, una con carga

parcial negativa y otra con carga parcial positiva


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Los enlaces sern tanto ms polares cuanto mayor


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Los enlaces sern tanto ms polares cuanto mayorsea la diferencia de electronegatividad entre lostomos enlazados.

Un ejemplo particularmente interesante de lasinteracciones dipolo-dipolo son los puentes dehidrgeno.

PUENTES DE HIDRGENO


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PUENTES DE HIDRGENO

Los puentes de hidrgeno constituyen un caso especial

de interaccin dipolo-dipolo .

Se producen cuando un tomo de hidrgeno estunido covalentemente a un elemento que sea: muy electronegativo y con electrones sin compartir

de muy pequeo tamaoy capaz, por tanto, deaproximarse al ncleo del hidrgeno

Estas condiciones se cumplen en el


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p

caso de los tomos de F, O y N.El enlace que forman con el

hidrgeno es muy polar y el tomode hidrgeno es un centro de

cargas positivas que ser atrado

hacia los pares de electrones sin

compartir de los tomos

electronegativos de otras

molculas.

Se trata de un enlace dbil (entre 2y 10 Kcal/mol). Sin embargo, comoson muy abundantes, su

contribucin a la cohesin entre

biomolculas es grande.

Muchas de las propiedades fsicas y qumicas del agua


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p p y q g

se deben a los puentes de hidrgeno. Cada molculade agua es capaz de dormar 4 puentes de hidrgeno,

lo que explica su elevado punto de abullicin, ya que esnecesario romper gran cantidad de puentes de

hidrgeno para que una molcula de agua pase al

estado gaseoso.

Este enlace es fundamental en bioqumica, ya que:


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condiciona en gran medida la estructura espacial de las protenas yde los cidos nucleicos yest presente en gran parte de las interacciones que tienen lugar entre

distintos tipos de biomolculas en multitud de procesosfundamentales para los seres vivos

Enlaces de H en biomolculas

Enlaces de H en macromolculas


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Enlaces de H en macromolculas


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Estructuras terciarias y cuaternarias de las


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Estructuras terciarias y cuaternarias de lasprotenas

En el plegamientosecundario de las

cadenas

polipeptdicas

(estructura terciaria)

y en el ensamblaje

de las subunidades

(estructuracuaternaria) los

puentes hidrgeno

tienen un papel

determinante.

Estructura cuaternaria de la

hemoglobina en modelo de cintas

EL PUENTE DE HIDRGENO Y LOS ESTADOS DE


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90

AGREGACIN

De acuerdo al estado de agregacin lasmolculas de agua se unen entre s dediferentes formas, en todos los casosmediante uniones puente de hidrgeno


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91

FUERZAS DIPOLO-DIPOLO INDUCIDO


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Tienen lugarentre una molcula polar y una molcula

apolar. En este caso, la carga de una molcula polarprovoca una distorsin en la nube electrnica de lamolcula apolar y la convierte, de modo transitorio, en un

dipolo. En este momento se establece una fuerza de

atraccin entre las molculas.

92

Gracias a esta interaccin, gasesapolares como el O2, el N2 o el CO2 sepueden disolver en agua.

FUERZAS DIPOLO INSTANTNEO-DIPOLOINDUCIDO


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INDUCIDO

Tambin se llaman fuerzas de dispersin o fuerzas deLondon. En muchos textos, se identifican con las fuerzas devan der Waals, lo que puede generar cierta confusin.

Las fuerzas de dispersin son fuerzas atractivas dbiles

que se establecen fundamentalmente entre sustancias nopolares, aunque tambin estn presentes en las sustancias

polares. Se deben a las irregularidades que se producen en

la nube electrnica de los tomos de las molculas por

efecto de la proximidad mutua. La formacin de un dipoloinstantneo en una molcula origina la formacin de undipolo inducido en una molcula vecina de manera que seorigina una dbil fuerza de atraccin entre las dos

a


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Molcula apolar

Dipolo instantneo Molcula apolar

Dipolo instantneo Dipolo inducido

Dipolo instantneo Dipolo inducido

Estas fuerzas son mayoresal aumentar el tamao y laasimetra de lasmolculas. Son mnimas en

los gases nobles (He, Ne),algo mayores en los gases

diatmicos (H2, N2, O2) y

mayores an en los gases

poliatmicos (O3, CO2).

Referencias electrnicas


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Referencias electrnicas

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