As Moléculas de H2O

1. Como se organizam as moléculas de água nos diferentes estados da matéria?

RESPOSTA: As moléculas de (H2O) são tidas como polares, pois os hidrogênios (H) possuem carga parcial positiva e o oxigênio (O) carga parcial negativa. Essa característica permite que ocorra interação intermolecular com suas próprias moléculas. Nos diferentes estados da matéria, as interações irão se comportar de maneira diferenciada.

No estado líquido esse tipo de interação ocorre em todos os sentidos (com moléculas ao lado, acima e abaixo), além de estarem mais afastadas umas das outras, apresentando certo gral de liberdade de movimentação, por isso as moléculas estão o tempo todo sendo fritas e desfeitas.

No estado sólido, as moléculas de H2O estão mais próximas, e as ligações de hidrogênio formam estruturas hexagonais, essa estrutura confere menor liberdade de movimentação.

No estado gasoso, as moléculas se movimentam mais livremente e estão mais distantes umas das outras em comparação aos outros estados físicos, além de se movimentarem em todas as direções. Essa movimentação das moléculas faz com que frequentemente haja colisão entre elas.

1. Como se estabelecem as pontes de hidrogênio entre moléculas de água e entre moléculas biológicas?

RESPOSTA: Ponte de Hidrogênio, também conhecida como Ligação ou Interação de Hidrogênio, é um tipo de interação que ocorre entre moléculas que possuem átomos de hidrogênio(H) ligados a flúor (F), oxigênio (O) ou nitrogênio (N), já que há diferença de eletronegatividade nessas ligações (H-F; H-O; H-N), acarreta a existência de polaridade nessas substâncias, sendo o hidrogênio, o pólo positivo e o outro átomo, os negativos, pois tende a atrair o elétron para ele. Assim, quando duas moléculas com essas características se aproximam, acontece a interação de hidrogênio.

As ligações de hidrogênio podem ocorrer dentro de uma única molécula (intramoleculares) ou entre duas moléculas (intermoleculares).

As ligações intramoleculares são as que sucedem dentro de uma única molécula. Isso ocorre quando dois grupos funcionais de uma molécula podem formar ligações hidrogênio umas com as outras. Por exemplo, a ligação que ocorre em etileno glicol (C2H4(OH)2), entre os seus dois grupos hidroxila, devido à geometria molecular. Já as ligações intermoleculares podem ocorrer entre qualquer número de moléculas, semelhantes ou não, desde que os doadores e receptores de elétrons estejam em uma posição de possível interação. Por exemplo, entre NH3 sozinho ou entre H2O sozinhos, além de NH3 com H2O.

As ligações de Hidrogênio também sucedem em moléculas orgânicas que contém o grupamento NH no aminoácido. Os exemplos vão desde moléculas simples como a CH3NH2 (metilamina), para grandes moléculas como as proteínas e o DNA. As duas vertentes da fita dupla hélice de DNA fica ligada uma à outra por ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas.

1. O que são moléculas anfipáticas? Como se estabelecem interações entre estas moléculas e diferentes ambientes biológicos?

RESPOSTA: Molécula anfipática são aquelas que apresentam características hidrofílicas (ou polar, possui afinidade com a água) e hidrofóbicas (ou apolar, que não possui afinidade com a água, e sim com lipídios). Por exemplo, moléculas fosfolipídicas das membranas.

Quando moléculas que apresentam essas características são circundadas por um meio liquido, elas se organizam espontaneamente de forma que as porções hidrofóbicas se unam deixando a região hidrofílica em contato com o meio. A bicamada lipídica em especial, ainda tem a propriedade de se auto-selar, formando compartimentos fechados, eliminando as bordas livres onde as caudas hidrofóbicas estariam em contato com a água.

1. Como funciona a ação detergente nas moléculas que são denominadas sabões? Como você explicaria o termo sabão biológico?

RESPOSTA: Os detergentes possuem moléculas denominadas surfactantes (comumente conhecidas como tensoativos) e alguns polímeros. Esse composto possui uma cadeia anfifílica (possui interação com a água) e uma parte hidrofóbica que repele a água e solventes polares em virtude de sua polaridade oposta. Assim, a interação de um surfactante depende significativamente, do tamanho das extremidades da cadeia pela qual ele é formado, em virtude da afinidade que ele tenha com o meio em que está presente.

Em suma, o sabão funcionará formando micelas, pois as partes apolares possuem tendência a se fundirem, e essa estrutura irá capturar a substância indesejada (gordura/óleo), como o sabão também é solúvel em água, retira a substância com mais facilidade.

Sabões biológicos ou ácidos biliares são ácidos esteróides encontrados predominantemente na bile. Os ácidos biliares produzidos pelo fígado atuam diretamente sobre as gorduras como "detergentes" permitindo a ação das enzimas sobre as gorduras, transformando-as em moléculas menores de ácidos graxos e colesterol. Os ácidos biliares combinados com os ácidos graxos e colesterol permitem a passagem das moléculas pequenas através das células do intestino.