Legami tra molecole organiche

Biologia 13 – Biochimica strutturale - Acqua 1 Biologia 13 – Biochimica strutturale – Acqua

Proprietà

La molecola H

O è un dipolo elettrico; si possono identificare, infatti, un polo positivo (costituito dai due idrogeni) e un polo negativo (costituito dall’ossigeno).

Grazie a questa particolarità, l’acqua è capace di formare legami intermolecolari abbastanza forti. I principali sono i ponti a idrogeno (4 per ogni molecola d’acqua). Allo stato liquido i ponti idrogeno si formano e si disfano continuamente (durano in media 10

secondi), mentre allo stato solido sono stabili e se ne formano il 20% in più.

I ponti idrogeno garantiscono:

 Elevata coesione: tendenza delle molecole a rimanere unite tra loro (capillarità ¹ ).

 Elevata tensione superficiale: la superficie dell’acqua è molto resistente perché sono presenti molti legami idrogeno.

 Elevata capacità termica: assorbe molto calore, aumentando di poco la temperatura.

 Elevato punto di ebollizione e fusione: questo è permesso dalla grande quantità di legami idrogeno che permette di avere acqua liquida a temperatura ambiente. Ciò è essenziale per la vita.

L’acqua nelle soluzioni

L’acqua è anche un ottimo solvente, perchè forma spontaneamente soluzioni con altre molecole e ioni dal momento che le conviene dal punto di vista energetico:

 Gli ioni immersi in acqua vengono solvatati, ciòè circondati dalle molecole d’acqua e neutralizzati formando strutture stabili.

 I composti apolari si isolano dall’acqua, le cui molecole vi formano attorno una gabbia chiamata clatrato. La soluzione che così si ottiene è un’emulsione.

 Le molecole anfipatiche (cioè quelle che hanno una parte polare ed una apolare) invece si dispongono in acqua a formare micelle o doppi strati (come nel caso delle membrane).

Legami tra molecole organiche

I legami tra due molecole organiche avvengono con estromissione di una molecola d’acqua. Questo tipo di unione si chiama polimerizzazione ed è tipica dei legami tra zuccheri, proteine e lipidi. L’evento opposto è il disfacimento di una molecola organica mediante l’intromissione di una molecola d’acqua (depolimerizzazione).

Comportamento acido-base

L'acqua è una sostanza anfotera , ovvero capace di comportarsi sia da acido che da base .

A pH 7 la concentrazione di ioni OH

è uguale a quella di ioni H

(presenti come ioni H

O

). Questi sono presenti in minima quantità, a causa del processo di autoionizzazione.

In presenza di un acido più forte di essa (es.: HCl), l'acqua si comporta da base; in presenza di una base (es.

NH

) l'acqua si comporta da acido.

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Quando la superficie di un liquido è curva, nella parte concava si genera una pressione maggiore di quella esistente nella parte

convessa. Per ristabilire l'equilibrio tra queste pressioni, il liquido dovrà salire o scendere di un certo volume. Il fenomeno è più

evidente nei tubi capillari poiché in questi è maggiore la parte di liquido a contatto con le pareti del recipiente rispetto al volume

totale e quindi la parte di liquido che genererà le forze di coesione sarà maggiore e perciò lo spostamento del livello d el liquido all'

interno del capillare sarà maggiore.