Propiedades y Estructura Molecular del Agua: Silicio, CO2 y Conformación Espacial

• El silicio, aunque también posee valencia IV y puede formar cadenas, establece enlaces simples que son más débiles e inestables que los enlaces de las cadenas carbonadas.
• El CO2 es soluble en agua y permanece en estado gaseoso para utilizarlo en la fotosíntesis.
• La conformación espacial es la distribución en el espacio de los átomos y de los enlaces entre ellos, como resultado de la rotación de los átomos alrededor de los enlaces simples.
• La configuración espacial es la distribución espacial que adoptan las moléculas isómeras por el hecho de que sus componentes se orienten de determinada forma alrededor de dobles enlaces o de átomos de carbono asimétricos.

Estructura del Agua

El agua es una molécula polar: en la nube electrónica alrededor del O₂ se concentra una densidad de carga negativa, mientras los núcleos de H quedan desnudos, desprovistos parcialmente de sus electrones y manifiestan una densidad de carga positiva.

Enlaces por Puentes de Hidrógeno

El marcado carácter dipolar permite que se produzcan interacciones con otras moléculas polares o con iones cargados eléctricamente. Se establecen interacciones entre las propias moléculas de agua que se denominan puentes de H. Una molécula de agua puede participar hasta en 4 puentes a la vez.

Estructura Reticular del Agua Líquida

Aunque los enlaces mediante puentes de H son uniones débiles, el hecho de que alrededor de cada molécula de agua se disponga un promedio de 3,4 moléculas de agua unidas por puentes de H, permite que se forme en el seno del agua una estructura perfectamente ordenada de tipo reticular responsable, en gran parte, de su comportamiento anómalo y de la peculiaridad de sus propiedades físico-químicas. Las moléculas de agua forman una sociedad muy agitada, pues están moviéndose continuamente, más rápido cuanto mayor es la tº. Llegan a formar una estructura reticular gracias a las numerosas interacciones por puentes de H.

Acción Disolvente del Agua

Es un disolvente universal, y eso es por su capacidad de formar puentes de H.

Sustancias Hidrofílicas

Son las que se disuelven en medios acuosos, y son las moléculas polares, como la de glucosa, que se disuelven debido a que se establecen puentes de H con las moléculas de H₂O y se alojan en el seno de su estructura reticular.

Sustancias Hidrofóbicas

Son moléculas apolares que no son miscibles en medios acuosos, porque son incapaces de establecer interacciones con las moléculas dipolares del agua. Estas sustancias son expulsadas de la estructura reticular del agua, que se reorganiza alrededor de ellas y forma unas estructuras en forma de jaulas donde se alojan las moléculas apolares.

Sustancias Anfipáticas

Muchas moléculas biológicas, como los ácidos grasos y los fosfolípidos, son anfipáticas (tienen regiones polares que se disuelven en medios acuosos y zonas apolares que no se disuelven y quedan alojadas en jaulas).