Sección 2 · Química de la vida
Los enlaces químicos acercan los átomos y los mantienen en interacciones más o menos estables. La formación y ruptura de enlaces en las reacciones químicas construye y transforma las sustancias. Esto ocurre continuamente en todas las células vivas y permite generar moléculas grandes y estructuras orgánicas complejas.
En esta sección veremos distintos tipos de enlaces químicos y otras interacciones.
La interacción más fuerte y estable entre dos átomos es el enlace covalente. Para completar sus capas de valencia y alcanzar una configuración más estable, dos átomos pueden compartir pares de electrones y formar un enlace covalente fuerte.
En el ejemplo mostrado, dos átomos de hidrógeno forman un enlace compartiendo cada uno su único electrón. Como el hidrógeno solo tiene una capa, que al ser la más interna puede contener hasta dos electrones, ambos átomos completan así su capa de valencia. El hidrógeno puro normalmente existe como "H₂".
En biología, los enlaces entre hidrógeno y carbono son ubicuos. En general, solo los electrones de valencia participan en la formación de enlaces; el carbono tiene cuatro en su capa externa. Como esta capa puede albergar hasta ocho electrones, necesita otros cuatro para alcanzar su configuración más estable. Además de enlaces simples, los átomos también pueden formar enlaces múltiples, como dobles o triples. La parte derecha de la imagen muestra la forma más habitual de representar estructuras químicas, con los enlaces como líneas entre símbolos de elementos.
Como los enlaces entre hidrógeno y carbono son tan comunes en los compuestos orgánicos, a menudo usamos una forma simplificada de representar las estructuras moleculares. Solo se dibujan los enlaces que el carbono forma con otros átomos distintos del hidrógeno; los átomos de carbono se sobreentienden en los vértices y extremos libres. Los enlaces con hidrógeno se omiten por completo, porque el número de hidrógenos puede deducirse a partir de los enlaces que forma cada átomo de carbono.
Para un biólogo, lo más útil de saber sobre los enlaces covalentes es el número típico de enlaces que cada uno de los seis elementos biológicamente más importantes forma dentro de las moléculas. Este número se denomina "valencia", ya que se relaciona directamente con el número de electrones de la capa de valencia de un átomo que se necesitan para llegar a una configuración estable.
En la interacción electrónica entre átomos de algunos elementos, como el sodio (Na) y el cloro (Cl), la atracción de un átomo por su alta "electronegatividad" —en este caso el Cl— es tan fuerte que no comparte el electrón de valencia de su compañero, sino que lo capta por completo. Así, los átomos se transforman en iones cargados que se mantienen unidos por atracción eléctrica. Esta interacción, llamada enlace iónico, es relativamente débil y tiene alrededor de una décima parte de la fuerza de un enlace covalente.
En algunos casos, la atracción de electrones entre dos átomos diferentes ("electronegatividad") es muy desigual, pero no lo suficiente como para que haya una transferencia completa de electrones. Esto produce polaridad dentro de la molécula por la aparición de cargas parciales (∂⁺/∂⁻), por ejemplo en el agua. Regiones de moléculas distintas que contienen hidrógeno y tienen cargas parciales opuestas pueden formar los llamados puentes de hidrógeno. Los puentes de hidrógeno son relativamente débiles, de forma similar a los enlaces iónicos.
En la siguiente sección veremos cómo cambian las interacciones durante las reacciones químicas.
Seis preguntas sobre esta sección — sin registro, solo ponte a prueba.
Esta es la sección 2 del módulo gratuito. Obtén cuestionarios después de cada sección, tarjetas, rachas y 5 módulos más en la app Codon One.
Descárgalo en elApp Store