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Traducido en la Universitat de València, España

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Tutorial de Química

Enlaces químicos y fuerzas atractivas.

Una molécula consiste en dos o más átomos unidos por un enlace químico. Las moléculas pueden tener diferentes tipos de enlace. Si los átomos comparten electrones, el enlace que se forma entre ellos es covalente. Si un átomo cede un electrón a otro átomo el enlace será iónico.

Enlaces covalentes
El metano tiene cuatro enlaces covalentes entre el carbono (C) y el hidrógeno (H). La figura de abajo muestra la molécula de metano en cuatro representaciones diferentes. Nótese como esas distintas formas de representación muestran los átomos y sus enlaces de manera diferente. La electronegatividad hace referencia a la tendencia de los átomos a atraer electrones. El oxígeno (O), con una electronegatividad de 3.5, tiene una afinidad alta por los electrones. El hidrógeno (H) (2.1) y el carbono (C) (2.5) tienen afinidades más bajas. El oxígeno y el hidrógeno forman un enlace polar fuerte debido a  la mayor afinidad del O por los electrones.

4 different modes of representation of covalent bonds:structural formula, diagram, ball & stick model, and space-filling model

Insulin molecule C254H377N65O76S6 La insulina es un tipo de molécula complicada conocida con el nombre de proteína. Más tarde contemplaremos formas más sencillas de abordar las moléculas complicadas de la vida.

Enlaces Iónicos

Ionic bonding in sodium chloride (NaCl) Los iones se forman cuando los átomos pueden obtener un número estable de electrones cediendo o ganando electrones. Por ejemplo el Na (sodio) puede dar un electrón a un Cl (cloro) generando así los iones Na+ y Cl-. El par iónico se mantiene unido por atracciones electrostáticas fuertes.

Enlaces no covalentes y otras fuerzas débiles

Linus Pauling, 1946
  • La reactividad química de las moléculas depende de su tendencia a romper y formar enlaces químicos.
  • La actividad biología de las moléculas depende de su tamaño y su forma y de la naturaleza de sus interacciones débiles con otras moléculas.
Los enlaces no covalentes y otras fuerzas débiles son importantes para las estructuras biológicas.
  • Las fuerzas electrostáticas (iónicas) resultan de la atracción electrostática entre dos grupos ionizados con carga opuesta, como un grupo carboxilo (-COO- ) y un grupo amino (-NH3+). En el agua, estas fuerzas son muy débiles.
  • Los puentes de hidrógeno resultan de la atracción electrostática entre un átomo electronegativo (O o N) y un átomo de hidrógeno que se encuentra unido covalentemente a un segundo átomo electronegativo.

    -N-H --- O=C-
    -O-H --- O=C-

  • Las fuerzas de van Der Waals son fuerzas atractivas de corto alcance entre grupos químicos que se encuentran muy cercanos. Tienen su origen en pequeños desplazamientos de carga.
  • Las atracciones hidrofóbicas provocan que grupos no polares, como cadenas hidrocarbonadas, se asocien unas con otras en un medio acuoso.
  • Muchas fuerzas o enlaces débiles pueden dar lugar, en su conjunto, a interacciones fuertes.
  • El reconocimiento biológico es el resultado de una estructura en tres dimensiones que permite la existencia de múltiples fuerzas débiles entre las moléculas.

Illustration of biological energies in Kcal/mol

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El Proyecto Biologico
Department of Biochemistry and Molecular Biophysics
University of Arizona
Agosto 1996
Revisado: Julio 2005
Traducido
: Julio 2005
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