sábado, 21 de diciembre de 2013

Puentes de hidrógeno, inauditos puentes

Año 55 antes de la era cristiana. La guerra de las Galias. El Rin marca la frontera entre Germania y la Galia; en esta orilla los galos, protegidos por Julio César, en la otra los bárbaros que esperan la marcha del ejército romano para reanudar el hostigamiento. César quiere demostrarles su superioridad, y decide hacerlo de forma espectacular: cruza el Rin construyendo un puente. En diez días, los estupefactos germanos ven que un robusto puente de estacas fijo al fondo, una maravillosa obra de ingeniería, se extiende sobre uno de los ríos más anchos de Europa. Con su alarde de pericia César había mostrado a los germanos que Roma podría plantarse en su territorio cuando quisiera.

Casi todos los procesos químicos que suceden en la superficie de la Tierra y en los seres vivos, tanto naturales como artificiales, se producen entre sustancias disueltas en agua; poco más puedo añadir para resaltar la importancia del agua. La manera en que se unen sus moléculas -concretamente, los puentes de hidrógeno que se establecen entre ellas- es uno de los factores esenciales para explicar sus inusuales propiedades. ¿Cómo se forman tales puentes? Una molécula de agua consta de un trío de átomos -dos hidrógenos y un oxígeno-; cada hidrógeno se une al oxígeno porque ambos comparten electrones; y esa avidez mutua por quedarse con los electrones les impide separarse. Pero la avidez de ambos no es igual, la del oxígeno es muy superior a la del hidrógeno; eso significa que el oxígeno adquiere cierta carga negativa (los electrones son negativos) y el hidrógeno positiva. Ahora bien, en el agua líquida cada átomo de hidrógeno procura colocarse entre dos átomos de oxígeno (cada uno en una molécula), y la tendencia de ambos oxígenos a unirse al mismo hidrógeno produce la atracción entre las moléculas. Cierto, una de las distancias (cien billonésimas de metro) es casi el doble que la otra (ciento ochenta); pero también es verdad que, atrayendo a ambos oxígenos, el hidrógeno actúa como un puente de unión entre las dos moléculas. Una unión veinte veces más débil, aproximadamente, que las fuertes atracciones entre los átomos dentro de una molécula, pero veinte veces más fuerte que las débiles atracciones entre las moléculas.

Hasta hoy nos llegan los ecos del maravilloso puente mandado construir por Julio César, porque los puentes –prescinda de la guerra, el crítico lector- sirven para salvar obstáculos, comunicar pueblos, consolidar amistades, en otras palabras, para unir personas… o moléculas.

9 comentarios:

C. Armesto dijo...

Estimado amigo

1. No debes confundir las fuerzas que unen los átomos que forman una molécula con las fuerzas que unen las distintas moléculas.

2. Hay sustancias puras que no están formadas por moléculas, sino por iones (sal) o por átomos que no forman moléculas (hierro, cuarzo).

Saludos cordiales
Epi

C. Armesto dijo...

Estimado amigo

Además del agua, las grandes moléculas que constituyen los seres vivos usan con profusión los puentes de hidrógeno: tanto las proteínas como el ADN.

Saludos
Epi

C. Armesto dijo...

Estimado amigo

El hidrógeno puede establecer puentes no sólo entre átomos de oxígeno, sino también entre átomos de nitrógeno o átomos de flúor, o entre átomos de oxígeno y nitrógeno. Con ningún otro átomo es posible tal unión.

Saludos cordiales de Epi

C. Armesto dijo...

Estimado amigo

1º Las moléculas del agua, amoníaco y fluoruro de hidrógeno presentan enlaces hidrógeno; no así las moléculas de sulfuro de hidrógeno, fosfamina y cloruro de hidrógeno.

2º Ciertamente, tanto la adenina con la timina como la guanina con la citosina se unen mediante puentes de hidrógeno dentro de la molécula de ADN.

Saludos cordiales

C. Armesto dijo...

Estimado amigo

1º La rotura de los puentes de hidrógeno es una de las causas de la desnaturalización de proteínas: las proteínas con una forma más o menos esférica (solubles) se convierten en cadenas (insolubles).

2º Ejemplos: Cuando se cocina carne algunas de sus proteínas (elastina y colágeno) se desnaturalizan. Cuando el colágeno se desnaturaliza se convierte en gelatina. Los huevos hervidos se vuelven duros (la albúmina se desnaturaliza). El calentamiento de la leche forma nata (la lactoalbúmina se desnaturaliza ). La leche se corta cuando se acidifica (la caseína se desnaturaliza).

Saludos

C. Armesto dijo...

Estimado amigo

Los enlaces de hidrógeno también influyen en las extraordinarias propiedades de las telas de araña.

La seda de araña consta de dos tipos de cadenas de aminoácidos: unas, forman láminas (técnicamente apellidadas beta), cuyas cadenas están unidas por puentes de hidrógeno; otras, forman hélices (alfa).
La combinación de ambas cadenas confiere a la seda de araña extraordinarias propiedades mecánicas: soporta grandes tensiones (debido a las primeras), o sea, es muy resistente, y presenta también gran capacidad de deformación y extensibilidad (debido a las segundas); ambas propiedades normalmente son excluyentes.

Saludos

C. Armesto dijo...

Estimada amiga

Los historiadores no albergan duda sobre la veracidad de la construcción del puente (efectivamente, de madera) por Julio César.
Diez días, para un ancho de cuatrocientos metros de río y una profundidad de nueve metros: comprendo perfectamente el temor de los germanos (suevos)

Saludos

C. Armesto dijo...


Estimado amigo

1º El enlace del hidrogeno en el diborano (un gas que se inflama espontáneamente en el aire) no es un enlace por puente hidrógeno.

2º Tengo que comentarlo de una forma técnica. En la molécula de diborano existen dos enlaces BHB, en los que el hidrógeno está enlazado simultáneamente a los dos boros; en ambos casos se trata de un enlace de tres centros con dos electrones, donde los tres átomos comparten dos electrones. Es un enlace químico relativamente poco habitual.

Saludos

C. Armesto dijo...

Estimado amigo

Julio César construyó el puente en Neuwied, una pequeña ciudad de Alemania.

Saludos