Química

Enlaces Químicos

Un enlace químico es la interacción física responsable de las fusiones entre átomos, moléculas e iones, que tiene una estabilidad en los compuestos diatómicos y poliatómicos, que conectan entre si para dar más electrones

Las moléculas, cristales, y gases diatómicos (que forman la mayor parte del ambiente físico que nos rodea) está unido por enlaces químicos, que determinan las propiedades físicas y químicas de la materia. Las cargas opuestas se atraen, porque, al estar unidas, adquieren una situación más estable que cuando estaban separadas. Esta situación de mayor estabilidad suele darse cuando el número de electrones que poseen los átomos en su último nivel es igual a ocho, estructura que coincide con la de los gases nobles ya que los electrones que orbitan el núcleo están cargados negativamente, y que los protones en el núcleo lo están positivamente, la configuración más estable del núcleo y los electrones es una en la que los electrones pasan la mayor parte del tiempo entre los núcleos, que en otro lugar del espacio. Estos electrones hacen que los núcleos se atraigan mutuamente.

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.

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

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.