¿Qué son las moléculas pequeñas?
Más grande siempre es mejor, ¿verdad? Bueno, no cuando se trata de moléculas. Muchas moléculas importantes para los seres vivos son en realidad bastante pequeñas. Las moléculas pequeñas son moléculas de bajo peso molecular que tienen solo unos pocos átomos de tamaño. Tomemos el agua, por ejemplo. Solo tres átomos componen esta molécula, sin embargo, es esencial para la vida. ¡El agua es incluso una de las características que los científicos buscan cuando buscan la posibilidad de vida en otros planetas!
Pero la importancia de las moléculas pequeñas no se detiene ahí. El oxígeno gaseoso es una molécula diatómica que es crucial para que nuestras células produzcan energía. Sin oxígeno, nuestras células no pueden realizar la respiración celular para producir energía y moriríamos. Las moléculas pequeñas adicionales incluyen amoníaco, metano, monosacáridos, lípidos y más.
Las propiedades de estas pequeñas moléculas les otorgan características únicas que las hacen tan importantes para los seres vivos. Hoy, veremos algunas de esas propiedades en detalle.
Fuerzas intermoleculares
Las moléculas pequeñas tienen fuerzas intramoleculares increíblemente fuertes. Estos son los enlaces covalentes que los mantienen unidos. Estos enlaces son muy fuertes y no se rompen fácilmente. No son los enlaces que se rompen cuando una molécula cambia de estado. Las fuerzas involucradas en los cambios de estado se denominan fuerzas intermoleculares e incluyen cualquier fuerza involucrada en las interacciones entre moléculas. Las fuerzas intermoleculares de moléculas pequeñas incluyen interacciones dipolo-dipolo, fuerzas de dispersión de London y enlaces de hidrógeno.
Las interacciones dipolo-dipolo ocurren entre moléculas polares. Las moléculas polares son moléculas que tienen una carga parcial en sus átomos debido a una distribución desigual de electrones en el enlace covalente. Esto sucede cuando un átomo muy electronegativo, como el oxígeno o el nitrógeno, se une a átomos menos electronegativos, como el hidrógeno. El átomo más electronegativo atrae a los electrones hacia él, dándole una carga negativa parcial. Los otros átomos obtienen una carga positiva parcial. Estas cargas parciales pueden interactuar de forma iónica entre diferentes moléculas.
¿Qué sucede con las moléculas en una reacción endotérmica?
Las fuerzas de dispersión de London se producen en moléculas no polares. Aunque estas moléculas no poseen dipolos permanentes como lo hacen las moléculas polares, todavía hay fluctuaciones momentáneas en la distribución de electrones. Esto crea dipolos temporales que se pueden utilizar para generar fuerzas intermoleculares.
El enlace de hidrógeno es un tipo especial de interacción dipolo-dipolo que implica un momento dipolar en un átomo de hidrógeno. Cada vez que más átomos electronegativos se unen al hidrógeno, crean cargas positivas parciales en el átomo de hidrógeno. Esto luego se puede usar para formar interacciones intermoleculares débiles llamadas enlaces de hidrógeno. Los enlaces de hidrógeno son muy importantes para moléculas biológicas como el ADN y las proteínas.
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Estados de materia
Aunque estos enlaces intermoleculares son importantes, son relativamente débiles. Los lazos se rompen y reforman fácilmente. Esta es la razón por la que las moléculas pequeñas se encuentran a menudo en estados de materia gaseosos o líquidos. Para entender esto, repasemos los estados de la materia. Los sólidos son estados de la materia con moléculas altamente organizadas con bajos niveles de movimiento y tienden a tener fuertes fuerzas intermoleculares. A medida que se aplica calor, estas interacciones intermoleculares se rompen y las moléculas se mueven más libremente, formando líquidos y gases.
Dado que las moléculas pequeñas tienden a tener fuerzas intermoleculares débiles, tienden a tener puntos de fusión y ebullición bajos y, en general, existen como líquido o gas a temperatura ambiente. Esto se puede ver en muchos ejemplos, como agua líquida, oxígeno gaseoso o dióxido de carbono.
Falta de carga eléctrica
La mayoría de las moléculas pequeñas también carecen de la capacidad de conducir electricidad. Esto se debe a que están unidos por enlaces covalentes que comparten electrones. Los electrones están atrapados en los enlaces covalentes y no pueden moverse libremente por la molécula. Esto contrasta con los metales y otros compuestos iónicos que conducen la electricidad. La capacidad de conducir electricidad depende de la disponibilidad de electrones y de su capacidad para moverse por todo el compuesto.
Transporte de iones y moléculas en células
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Resumen de la lección
Las moléculas pequeñas son moléculas formadas por una pequeña cantidad de átomos y tienden a tener propiedades específicas, algunas de las cuales las hacen muy importantes para la vida biológica. Algunos ejemplos de moléculas pequeñas incluyen agua, dióxido de carbono, oxígeno y lípidos. Las moléculas pequeñas tienen fuerzas intermoleculares débiles o fuerzas entre moléculas, como las interacciones dipolo-dipolo , las fuerzas de dispersión de London y los enlaces de hidrógeno . Estas interacciones intermoleculares débiles mantienen las moléculas pequeñas en estado líquido o gaseoso a temperatura ambiente. La falta de electrones disponibles hace que las moléculas pequeñas a menudo carezcan de carga y no conduzcan bien la electricidad.
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