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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.jpg7/30/2019 FMH_2012_ CHI_Clase _Enlace Qumico
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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/7/30/2019 FMH_2012_ CHI_Clase _Enlace Qumico
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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
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
enlace covalente sencillo
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.svg7/30/2019 FMH_2012_ CHI_Clase _Enlace Qumico
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Las tetraciclinas tienen la capacidad de de formar quelatos insolubles enmedio neutro
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Tetracycline_structure.svg7/30/2019 FMH_2012_ CHI_Clase _Enlace Qumico
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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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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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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.
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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
Una pgina dedicada a Qumica General, http://www.chemguide.co.uk/index.html#top
http://www.chemguide.co.uk/index.htmlhttp://www.chemguide.co.uk/index.html7/30/2019 FMH_2012_ CHI_Clase _Enlace Qumico
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