1.5: Enlaces de hidrógeno
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Enlaces de hidrógeno
Las moléculas polares, como las moléculas de agua, tienen una carga negativa parcial débil en una región de la molécula (el átomo de oxígeno en el agua) y una carga positiva parcial en otra parte (los átomos de hidrógeno en el agua). Así, cuando las moléculas de agua están muy juntas, sus regiones positivas y negativas son atraídas por las regiones con carga de oposición de las moléculas cercanas. La fuerza de atracción, mostrada aquí como una línea punteada, se llama enlace de hidrógeno. Cada molécula de agua está unida por hidrógeno a otras cuatro.
Los enlaces de hidrógeno que se forman entre las moléculas de agua explican algunas de las propiedades esenciales y únicas del agua.
- La atracción creada por los enlaces de hidrógeno mantiene el agua líquida en un rango de temperatura más amplio que el que se encuentra para cualquier otra molécula de su tamaño.
- La energía requerida para romper múltiples enlaces de hidrógeno hace que el agua tenga un alto calor de vaporización; es decir, se necesita una gran cantidad de energía para convertir el agua líquida, donde las moléculas son atraídas a través de sus enlaces de hidrógeno, en vapor de agua, donde no lo están.
Dos resultados de esto:
- La evaporación del sudor, utilizada por muchos mamíferos para enfriarse, se enfría por la gran cantidad de calor necesario para romper los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua.
- Reducción de temperaturas extremas cerca de grandes cuerpos de agua como el océano.
El enlace de hidrógeno tiene solo el 5% más o menos de la fuerza de un enlace covalente. Sin embargo, cuando se pueden formar muchos enlaces de hidrógeno entre dos moléculas (o partes de la misma molécula), la unión resultante puede ser suficientemente fuerte como para ser bastante estable.
Múltiples enlaces de hidrógeno
- mantener juntas las dos hebras de la doble hélice de ADN
- mantener los polipéptidos juntos en estructuras secundarias tales como la hélice alfa y la conformación beta
- ayudar a las enzimas a unirse a su sustrato
- ayudar a los anticuerpos a unirse a su antígeno
- ayudar a los factores de transcripción a unirse entre sí
- ayudar a los factores de transcripción a unirse al ADN