Aula 2 Água e ligações

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CBS202
Ligações Químicas e a Água
As ligações químicas classificam-se em: 
 Ligações intramoleculares:
- Ocorrem entre os átomos para formar “moléculas”; 
- Responsáveis pelas propriedades químicas dos compostos; 
- São elas: iônica, covalente e metálica. 
 Ligações (ou forças) intermoleculares: 
- Ocorrem entre as “moléculas”; 
- Responsáveis pelas propriedades físicas dos compostos; 
- São elas: íon-dipolo, dipolo-dipolo, dipolo-induzido e interação de 
hidrogênio. 
Ligações intramoleculares
1 - A LIGAÇÃO IÔNICA: (eletrovalente ou heteropolar)
 Ocorre com transferência definitiva de elétrons; 
 Há a formação de íons; 
 Os íons se arranjam em retículos cristalinos (são sólidos cristalinos): 
Geralmente ocorrem entre:
Tendência de eletronegatividade
Compostos iônicos conduzem corrente elétrica quando: fundidos ou em solução 
2 – A LIGAÇÃO COVALENTE (molecular ou homopolar):
 Ocorre com compartilhamento de elétrons;
 Não há a formação de íons;
 Ligação covalente:
Polar: os átomos são diferentes 
Apolar: os átomos são idênticos 
Obs.: na verdade, toda ligação apresenta um caráter intermediário entre 
iônico e covalente. 
Diferença de
eletronegatividade
Caráter iônico
ΔΕ = 1,7
ΔΕ < 1,7
Ligação covalente
ΔΕ > 1,7
Ligação iônica
Forças intermoleculares
Líquidos e sólidos possuem forças intermoleculares que impedem sua expansão.
Sem as FORÇAS INTERMOLECULARES, todas as substâncias seriam gases.
Interações íon-dipolo
Os sólidos iônicos dissolvem-se em água quando certo número de
moléculas de água liga-se aos íons e os separa. A ligação de
moléculas de água a partículas solúveis, especialmente, mas não
exclusivamente íons, é chamada de hidratação. A hidratação se
deve ao caráter polar da molécula de água.
Como a hidratação é o resultado da interação entre o íon e as
cargas parciais da molécula polar da água, ela é um exemplo de
uma interação íon-dipolo.
Interações dipolo-dipolo
Quando moléculas polares estão cercadas por outras moléculas polares,
a carga parcial negativa do átomo de uma molécula é atraída pela carga
parcial positiva de outra molécula. Em consequência, estas moléculas
estarão alinhadas o máximo possível.
A interação entre dipolos é chamada de interação dipolo-dipolo.
-Tem origem eletrostática e podem ser consideradas como um caso
especial de interação dipolo-dipolo.
-Quando um hidrogênio é ligado covalentemente a um átomo
eletronegativo (ex: O, N, F), ele assume uma carga parcial positiva
em razão da ligação polar. Essa carga parcial positiva do hidrogênio
pode interagir com um par de elétrons não compartilhado de outro
átomo eletronegativo
Interações de hidrogênio
Grupo doador e Grupo aceptor da 
ponte de hidrogênio
-Principal componente da maioria das células.
-Solvente das reações que ocorrem no interior das células
-Solvente polar: nas ligações O-H, o oxigênio é mais eletronegativo. Portanto, os
elétrons envolvidos na ligação ficam mais próximo do oxigênio que adquire carga
parcial negativa. Por sua vez os átomos de hidrogênio adquirem carga parcial
positiva, formando um dipolo.
-Compostos iônicos (ex: KCl, NaCl) e compostos polares com cargas parciais (dipolos
–ex: etanol ou acetona) tendem a se dissolver em água em virtude da atração
eletrostática entre cargas opostas
Água: O Solvente das Reações Bioquímicas
Água: O Solvente das Reações Bioquímicas
A extremidade negativa da molécula de água atrai íons positivos ou a extremidade
positiva de um dipolo. A extremidade positiva da molécula de água atrai um íon negativo
ou a extremidade negativa de um dipolo.
- A interação entre cargas opostas deixa o sistema em arranjo energeticamente mais
favorável
Água: O Solvente das Reações Bioquímicas
- Para as moléculas de água, é termodinamicamente menos favorável se associar com
moléculas apolares do que com outras moléculas de água. Como resultado, as moléculas
apolares não se dissolvem em água e são chamadas de hidrofóbicas (Ex: hidrocarbonetos,
óleos).
-As interações entre moléculas apolares são chamadas de interações hidrofóbicas.
Moléculas anfipáticas apresentam
porções polares (hidrofílicas) e apolares
(hidrofóbicas) e, em soluções aquosas,
se agregam formando micelas.
Formação de micelas por interações 
hidrofóbicas
Citocromo f L-arabinose
Osmose é o processo espontâneo no qual as moléculas solventes
atravessam uma membrana semipermeável de uma solução de
menor concentração de soluto para uma solução de maior
concentração de soluto. Poros na membrana são suficientemente
amplos para permitir que as moléculas solventes atravessem nas
duas direções mas muito estreitos para a passagem de grandes
moléculas de soluto ou íons. A pressão osmótica é a pressão
necessária para interromper o fluxo líquido de água por meio da
membrana. A pressão osmótica depende da concentração do soluto.
Osmose
Por que a água é central para a bioquímica?
-Praticamente todas as moléculas biológicas adotam suas formas (e, portanto, suas
funções) em resposta às propriedades físicas e químicas da água circundante.
-O meio para a maioria das reações bioquímicas é a água. Reagentes e produtos de
reações metabólicas, nutrientes, assim como produtos de descarte, dependem da água
para o transporte dentro e entre as células.
-A própria molécula de água participa de muitas reações químicas que dão suporte à
vida (ex: fotossíntese, reações de hidrólise).