EL AGUA: Estructura molecular, fuerzas intermoleculares, metabolismos del agua

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EL AGUA: Estructura molecular, fuerzas intermoleculares, metabolismos del agua.

El agua es un líquido de excepcionales características físico-químicas y constituye un elemento esencial para la vida. Participa en las reacciones biológicas, transferencias de energía y materia en los organismos vivos, es por esto que el agua es el elemento más importante para la vida. Es de una importancia vital para el ser humano, así como para el resto de animales y seres vivos que nos acompañan en el planeta Tierra. Resulta curioso que el 70% de la Tierra sea agua y que el 70% de nuestro cuerpo también sea agua, por otra parte el agua es una molécula polar, pues tiene una parte o polo negativa y otra positiva, aunque el conjunto de la molécula es neutro. De este carácter polar derivan casi todas sus propiedades fisicoquímicas y biológicas

Funciones del agua en el organismo

• Facilita las reacciones químicas en el metabolismo
• Actúa como solvente (iones y moléculas)-
•  Provee en medio de transporte para sustancias intra y extracelular
• Mantiene la temperatura corporal.
• Mantiene hidratado el cerebro. Ayuda a la normalización de la tensión arterial. Produce las reacciones de hidrólisis en la digestión. Funciona como sostén, lubricante y amortiguador en las articulaciones.

[pic 5]Estructura molecular del agua

Se encuentra en estado líquido, Su estructura molecular es simple. Es una molécula polar formada por 2 átomos de hidrogeno y 1 de oxigeno unidos covalentemente. La geometría tetraédrica se ramifica 2 orbitales compartidos con H y 2 electrones externos sin compartir, cada átomo de H comparte un par de electrones con el O central.

Propiedades del agua

• Alta tensión superficial.
• Capilaridad.
• Variación de su densidad, según la temperatura.
• Es un solvente polar, dada su disposición electrónica constituye un dipolo.

Tipos de biomoleculas que pueden interactuar con el agua:

• Moléculas polares: Solubles en agua (grupos hidroxilos, carboxilos, aldehídos, cetonas, etc.
• Moléculas apolares: Insolubles en agua, posee largas cadenas de carbono.
• Moléculas antipáticas: Posee una porción polar y otra apolar.

Fuerzas intermoleculares

Son aquellas interacciones que mantienen unidas las moléculas. Se tratan de fuerzas electrostáticas. La presencia de estas fuerzas explica, por ejemplo, las propiedades de los sólidos y los líquidos.

Hay varios tipos de fuerzas intermoleculares, como las fuerzas de Van der Waals y los puentes de hidrógeno.

Fuerzas de Van der Waals

[pic 6]Son fuerzas intermoleculares que determinan las propiedades físicas de las sustancias. Entre estas fuerzas tenemos las siguientes:

• Las fuerzas dipolo-dipolo: Para que existan fuerzas de atracción dipolo-dipolo deben estar presentes moléculas polares. Son fuerzas de atracción entre moléculas polares, dado que, estas moléculas se atraen cuando el extremo positivo de una de ellas está cerca del negativo de la otra.

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Dipolo: se forma cuando los centros de carga no coinciden, están separados, pero no forman cargas aisladas. 

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• Las fuerzas de dispersión de London: Se da entre moléculas apolares, y ocurren porque al acercase dos moléculas se origina una distorsión de las nubes electrónicas de ambas, generándose en ellas, dipolos inducidos transitorios, debido al movimiento de los electrones, por lo que permite que interactúen entre sí.

¿Pueden existir fuerzas intermoleculares entre moléculas no polares?

     Si experimentalmente se consigue licuar los gases no polares.

¿Qué fuerzas son las que actúan sobre las moléculas no polares?

      Debe existir alguna fuerza que produzca la suficiente atracción para que las moléculas se mantengan unidas entre sí en el estado líquido.

• [pic 9]Las fuerzas dipolo-dipolo inducido: Corresponden a fuerzas que se generan cuando se acerca un ion o un dipolo a una molécula apolar, generando en ésta última, una distorsión de su nube electrónica, originando un dipolo temporal inducido.  Esta fuerza explica la disolución de algunos gases no polares, como el cloro Cl2, en solventes polares. 
• [pic 10]Las fuerzas ion-dipolo: Tienen una especial importancia en las disoluciones de sustancias iónicas en líquidos polares, por ejemplo, NaCl en agua. son fuerzas de atracción entre un ion, es decir, un átomo que ha perdido o ganado un electrón y por ende, tiene carga, y una molécula polar. De esta manera, el ion se une a la parte de la molécula que tenga su carga opuesta. Mientras mayor sea la carga del ion o de la molécula, la magnitud de la atracción será mayor. Estas fuerzas son importantes en los procesos de disolución de sales. 

• Fuerzas ion-dipolo inducido: Parecida a la anterior, pero el dipolo es previamente inducido por el campo electrostático del ion.

Metabolismo Del Agua

      El agua se desplaza libremente y atraviesa las membranas celulares gracias a mecanismos de difusión simple, por lo que la absorción es muy rápida. Este movimiento del agua se controla gracias a las fuerzas osmóticas que se crean por los iones que se encuentran en solución en nuestro cuerpo, de acuerdo al  Metabolismo y balance hídrico, el agua como tal no se digiere y el 95% se absorbe en el intestino delgado y en el grueso el 5% restante. Además, el agua no se metaboliza. El exceso se elimina por la orina a través de los riñones.

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