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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU
FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS
ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL: ING. AGROINDUSTRIAL
CATEDRA: BIOQUIMICA
TEMA: ENLACES BIOQUIMICOS
DOCENTE:
Mery Luz BAQUERIZO CANCHUMANYA
@
ENLACES BIOMOLECULARES
Un enlace químico es la unión entre dos átomos
para formar una entidad de orden superior,
como una molécula.
Enlaces Bioquímicos
 Son las fuerzas de atracción que mantienen
unidos a los átomos en un compuesto u molécula.
 Cada enlace equivale a cierta cantidad de
energía química.
 La energía de enlace es la energía que se
necesita para romper el mismo.
 Los electrones de valencia determinan
cuántos enlaces puede participar un átomo.
en
ENLACE COVALENTE
Este tipo de enlace se produce cuando existe una
electronegatividad polar, se forma cuando la diferencia
de electronegatividad no es suficientemente grande
como para que se efectúe transferencia de electrones,
entonces los átomos comparten uno o más pares
electrónicos en un nuevo tipo de orbital denominado
orbital molecular.
En química, las reacciones entre dos átomos no metales
producen enlaces covalentes.
Los
átomos
que
forman las moléculas
orgánicas están unidos
mediante
enlaces
covalentes.
Es un enlace muy
resistente cuando la
molécula
está
en
disolución acuosa, lo
que es el caso de los
seres vivos.
 Este tipo de enlace se forma cuando dos átomos
comparten uno o más pares de electrones.
 Si comparten 2 electrones, uno cada átomo, diremos que
ambos están unidos mediante un enlace simple; si
comparten 4, aportando dos cada uno, el enlace será
doble y si son seis tendremos un enlace triple.
 Los enlaces se representan mediante trazo entre los
átomos a los que une. Así, por ejemplo: -C-C-, para el
enlace simple carbono-carbono o -C=C-, para el doble.
 Es de destacar que el enlace simple permite el giro, lo que
no sucede con los enlaces doble y el triple.
LOS ENLACES COVALENTES DEL CARBONO Y DE OTROS
BIOELEMENTOS
El átomo de carbono tiene 4 electrones en la última capa. Esto hace
que pueda unirse a otros átomos mediante cuatro enlaces covalentes.
El hidrogeno tiene un electrón de valencia, por lo que sólo podrá
formar un enlace simple.
El oxigeno tiene dos electrones de valencia por lo que podrá formar
dos enlaces simples o uno doble, igual que el azufre.
El nitrogeno tiene tres electrones de valencia por lo que podrá formar
tres enlaces simples, uno doble y otro simple, o uno triple.
El enlace covalente se da entre elementos no
metálicos de electronegatividad similar: C-C, CO, C-N, C-H.
Si existe
una mayor
diferencia
de
electronegatividad, como ocurre entre el
oxígeno y el nitrógeno con el hidrógeno, el
elemento más electronegativo (el oxígeno y el
nitrógeno, respectivamente) atrae hacia sí los
electrones creándose una POLARIDAD. Esto
es, la molécula tendrá zonas con carga
eléctrica positiva y otras con carga negativa.
LOS PUENTES DISULFURO
Se llama así a los enlaces covalentes que se forman al reaccionar entre sí dos
grupos -S-H para dar -S-S- . Este tipo de enlaces son extraordinariamente
resistentes. Los encontraremos en las proteínas uniendo las subunidades que
componen algunas moléculas proteicas.
ENLACE IONICO
Es la unión que se produce entre dos átomos de
electronegatividades distintas, en este tipo de
enlace ocurre una transferencia de uno o más
electrones del átomo menos electronegativo
hacia el más electronegativo. Por ende el átomo
que cedió electrones queda con carga positiva y
el que capto electrones queda con carga
negativa.
Enlace iónico
Solubilidad de las sales en el agua
ENLACES IONICOS
. Se suelen dar preferentemente en moléculas que
contienen grupos -COOH y -NH2. Estos grupos en agua se
encuentran ionizados:
-COOH ® -COO- + H+
-NH2 + H+ ® -NH3+
El enlace se debe a las fuerzas de carácter eléctrico que
se establecen entre las cargas negativas de los grupos COO- y las positivas de los grupos -NH+3, bien dentro de
una misma molécula o entre moléculas próximas. Estos
enlaces en medio acuoso son muy débiles.
PUENTE DE HIDROGENO
El enlace puente de hidrógeno es una atracción que
existe entre un átomo de hidrógeno (carga positiva) con
un átomo de O, N o X (halógeno) que posee un par de
electrones libres (carga negativa).
Por ejemplo el agua, es una de las substancias que
presenta este tipo de enlaces entre sus moléculas. Una
molécula de agua se forma entre un átomo de Oxigeno
con seis electrones de valencia (sólo comparte dos y le
quedan dos pares de electrones libres) y dos hidrógenos
con un electrón de valencia cada uno (ambos le ceden su
único electrón al oxígeno para que complete el octeto).
La molécula de agua
La molecula de agua es una molécula polar,
por lo que presenta cuatro cargas parciales,
de esta manera la fracción positiva (un
hidrógeno) genera una atracción con la
fracción negativa de otra molécula (el par de
electrones libres del oxígeno de otra
molécula de agua). Teóricamente una
molécula de agua tiene la capacidad de
formar 4 puentes de Hidrógeno
Puentes de hidrógeno
Algunos compuestos típicos que contienen enlaces
hidrógeno son:
El enlace puente de hidrógeno es 20 veces más
débil o de menor contenido energético que un
enlace normal. Pareciera ser de poca
importancia, pero debido a la gran cantidad de
moléculas y gran cantidad de enlaces de este
tipo que puede contener una sustancia, el enlace
puente de hidrógeno tiene una especial
importancia.
Se trata de enlaces débiles pero que si se dan en
gran número pueden llegar a dar una gran
estabilidad a las moléculas.
Los puentes de hidrógeno que existe entre
las moléculas de H2O , explican el
incremento
del
pF,
pEb,
densidad,
viscosidad, capacidad caloríca, etc (ya que
las moléculas se encuentran unidas entre sí),
a diferencia H₂S , cuyas moléculas no
cuentan
con la atracción puente de
hidrógeno y por lo tanto a temperatura
ambiente es un gas.
Los enlaces de hidrógeno se deben a la
mayor o menor electronegatividad de los
elementos que participan en un enlace
covalente.
Así, por ejemplo, en los grupos -C-O-H, el
oxígeno es más electronegativo que el
hidrógeno y atrae hacia sí el par de electrones
que forma el enlace covalente. En las
proximidades del oxígeno habrá un exceso de
carga negativa y, por el contrario, el hidrógeno
estará cargado positivamente.
Lo mismo sucede con los grupos -C-N-H, u
otros, en los que también se produce una
diferencia de electronegatividad. Como
consecuencia
se
generarán
fuerzas
eléctricas entre átomos que presentan un
exceso de carga positiva (H) y otros con
exceso de carga negativa (O, por ejemplo).
Estos enlaces son de gran importancia en
determinados compuestos y, en particular, en
las proteínas y en los ácidos nucleicos.
FUERZAS DE VAN DER WAALS
Estas fuerzas se basan en la atracción electrostática
que pueden surgir entre dos moléculas, tanto polares
como apolares. Se caracterizan por ser muy débiles
y por aumentar su fortaleza con la masa molecular,
ya que las capas electrónicas externas se deforman
más fácilmente cuanto más alejadas están del
núcleo.
Se trata de fuerzas de carácter eléctrico debidas a
pequeñas fluctuaciones en la carga de los átomos.
Actúan cuando las moléculas se encuentran muy
próximas unas a otras
· Pueden ser de dos tipos:
Cuando las moléculas son polares.
Hay moléculas que son dipolos permanentes, debido a la distribución de sus
cargas, como por ejemplo el HCl. Cuando una de estas moléculas se aproxima a
otra, también polar, se producirá la aparición de fuerzas electrostáticas de
atracción entre partes opuestas de la molécula.
Cuando las moléculas son apolares.
Cuando las moléculas no son polares por ejemplo F-F, se sabe
que estas moléculas se encuentran en estado de vibración, lo
que origina que las respectivas cargas están en continuo
desplazamiento dentro de las moléculas. Esto significa que
continuamente se están produciendo dipolos instantáneos, los
cuales, a su vez inducen otros dipolos en las moléculas vecinas,
con la consiguiente aparición de fuerzas atractivas entre ellos.
Este hecho tiene importancia cuando las temperaturas son muy
bajas, ya que en estas condiciones los dipolos instantáneos
tienen vida suficiente para poder provocar el efecto de unión.
Estos enlaces entre dipolos inducidos son más débiles que los
que tienen lugar entre moléculas polares.
Atracción electrostática
Los átomos que están presentes en todos los cuerpos, están compuestos de
electrones, protones y neutrones. Los tres tienen masa pero solamente el
electrón y el protón tienen carga. El protón tiene carga positiva y el electrón tiene
carga negativa.
Si se colocan dos electrones (carga negativa los dos) a una distancia "r“, estos
se repelerán con una fuerza "F“. Esta fuerza depende de la distancia "r" entre los
electrones y la carga de ambos. Esta fuerza "F" es llamada Fuerza electrostática.
Si en vez de utilizar electrones se utilizan protones, la fuerza será también de
repulsión pues las cargas son iguales. (positivas las dos)
La fuerza cambiará a atractiva, si en vez de poner dos elementos de carga
igual, se ponen se cargas opuestas. (un electrón y un protón)
El que la fuerza electrostática sea de atracción o de repulsión depende de los
signos de las cargas:
-carga positiva frente a carga negativa se atraen
- un electrón con un neutrón no generan ninguna fuerza
- un protón con un neutrón no generan ninguna fuerza
UNIONES HIDROFOBICAS
Ciertas sustancias insolubles en agua cuando están
en un medio acuoso van a mantenerse unidas entre
sí por su repulsión al medio en el que se encuentran.
Estas uniones, aunque son muy débiles, van a ser de
gran importancia en el mantenimiento de los
componentes lipídicos de la membranas celulares y
en la configuración de muchas proteínas.
Es de destacar que los enlaces más débiles, iónicos
y de hidrógeno, particularmente, pueden contribuir en
gran manera a la estabilidad de la configuración de
una molécula cuando se dan en gran número.
INTERACCIONES HIDROFOBICAS