Água e interações intermoleculares Flashcards
Principal meio liquído da célula?
Água
V ou F?
A água é responsável pela composição de 70% do nosso organismo e é considerada solvente universal.
Verdadeiro
A molécula de água é constituída de…
2 átomos hidrogênio (H) e 1 de oxigênio (O).
(por essa razão, representada pela fórmula H2O)
Funções da água no organismo? (3)
- Proteção de órgãos;
- Transporte de substâncias;
- Regulação da temperatura
V ou F?
A água apresenta baixos valores de calor específico, evitando variações bruscas na temperatura dos organismos.
Falso.
A água apresenta altos valores de calor específico, evitando variações bruscas na temperatura dos organismos.
As moléculas de água formam ligações de…
hidrogênio
Fases químicas da água? (3)
- Gasosa;
- Liquída;
- Sólida
V ou F?
Na fase gasosa, a água não faz interações por meio de pontes de hidrogênio entre as moléculas, possuindo nesse estágio elevado grau de entropia (desorganização das moléculas).
Verdadeiro
O que é uma molécula anfipática:
Apresentam uma natureza dupla, tendo um grupo polar e outro apolar na mesma molécula.
Formas de regulação do equilíbrio hídrico? (4)
- Mecanismos hipotalâmicos;
- ADH (hormônio antidiurético);
- Rins;
- Perda por evaporação.
V ou F?
Uma molécula de água é um tetraedro irregular, ligeiramente torcido, com o oxigênio em seu centro.
Verdadeiro.
(geometria angular)
V ou F?
O oxigênio eletronegativo da molécula de água atrai elétrons para perto do hidrogênio.
Falso.
O oxigênio eletronegativo da molécula de água atrai elétrons para longe do hidrogênio.
Contribuição das ligações de hidrogênio para a água? (3)
- Viscosidade;
- Tensão superficial;
- Ponto de ebulição relativamente alto.
A ligação mais forte que mantém as moléculas unidas é a…
ligação covalente.
Contribuição das ligações não covalentes? (3)
- Estrutura;
- Estabilidade;
- Competência funcional.
Interações hidrofóbicas
Tendência dos compostos não polares para se autoassociar em um ambiente aquoso.
Autoassociação
Minimiza a ruptura de interações energeticamente favoráveis entre moléculas de água adjacentes.
As porções ____________ (hidrofóbicas/hidrofílicas) dos biopolímeros tendem a ficar dentro da estrutura da molécula ou dentro de uma dupla camada lipídica, minimizando o contato com a água.
Hidrofóbicas.
O composto que se dissolve facilmente em água é denominado ___________ (hidrofílico/hidrofóbico).
Hidrofílico
As interações eletrostáticas entre grupamentos carregados com cargas opostas dentro ou entre biomoléculas são denominadas…
pontes salinas
Pontes salinas
Facilitam a ligação de íons e moléculas carregadas com proteínas e ácidos nucleicos.
V ou F?
A força de Van Der Waals é muito mais fraca que as ligações de hidrogênio, porém muito mais numerosas.
Verdadeiro
Tensão superficial
Propriedade da água que consiste na criação de uma fina película superficial no líquido, formada pelo diferente arranjo das moléculas em relação ao interior do recipiente.
Propriedade que possibilita que as moléculas de água permaneçam unidas entre si?
Coesão
A água tende a ________ (aumentar/diminuir) seu percentual nos tecidos humanos com o passar da idade.
diminuir
Biomoléculas ________ (apolares/polares) se dissolvem facilmente em água porque elas podem substituir interações entre as moléculas de água (água-água) por interações energeticamente mais favoráveis entre a água e o soluto (água-soluto).
Polares
V ou F?
Para expressar as concentrações de íons hidrogênio em soluções aquosas, emprega-se a escala de pH.
Verdadeiro
Tampão
São sistemas aquosos que tendem a resistir a mudanças de pH quando são adicionadas pequenas quantidades de ácido (H+) ou base (OH–).
Hidrólise
Reação química envolvendo uma molécula de água que reage com uma molécula quimicamente diferente. Ambas as moléculas são fragmentadas na reação.
Ionização
Compreende a separação da água nos íons que a formam H+ e OH-. Ocorre espontaneamente, em alguma extensão.
Ligação covalente:
- Envolve o compartilhamento de elétrons entre ametais
- Sua formação absorve energia e sua quebra libera energia (mas a quebra também requer gasto de energia)
Ligação iônica:
- Forte, estabelecida entre íons.
- Requer a doação de elétrons de um átomo para o outro.
- Na quebra, o destino do elétron depende da eletronegatividade dos íons.
Ligações simples nas moléculas de C:
- C faz 4 ligações simples.
- Os átomos dessas ligações sempre devem ficar com o máximo de distância entre eles (depende da geometria)
Ligações duplas nas moléculas de C:
As lig duplas estabelecidas pelo C promovem a formação de uma estrutura plana, com as ligações simples adjacente da molécula fazendo um ângulo fixo (para um não interferir no outro)
Híbridos de ressonância:
- Estrutura híbrida que foi desprotonada em que os elétrons se movimentam entre ligações diferentes (mas sem sair da mesma molécula)
- Normalmente são ácidos carboxílicos
Isomeria constitucional:
Mesma fórmula molecular mas estruturas físicas diferentes (inclusive isômeros constitucionais podem ter funções diferentes)
Estereoisomeria (ou isomeria conformacional):
Mesma fórmula molecular, mesma ordem dos átomos mas a distribuição espacial dos átomos diferentes (cis e trans)
Cis:
Substituintes no mesmo plano
Trans:
Substituintes em planos diferentes
Par de estereoisômeros cis/trans:
Moléculas possem uma ligação dupla ou um anel
Estereoisomeria VS estabilidade:
A estereoisomeria afeta a energia (estabilidade) do composto pois a mudança da forma altera a distância entre os substituintes, fazendo com que uma conformação seja menos estável que a outra
Carbonos quirais:
Ligados a quatro grupos diferentes
Eletronegatividade:
- Tendência de atrair elétrons
- Influencia a disposição dos elétrons e quais interações intermoleculares a molécula consegue fazer
Elementos mais eletronegativos:
F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H
Consequência da diferença de eletronegatividade entre os átomos de uma molécula:
Crianção de polos positivos e negativos (momento de dipolo) na molécula que são representados por delta
Interação íon-dipolo:
Forte, entre um íon e uma molécula polar
Exemplo de ligação íon-depolo:
- Água (molécula polar) pode interagir com cátion e ânions.
- Quando esses íons estão completamente circundados por moléculas de água, dizemos que o íon está hidratado
Interação dipolo-dipolo:
- Acontece entre duas moléculas polares.
- A porção negativa de uma molécula interage com a positiva de outra.
Forças de Van der Waals (ou forças de londos ou dipolo instantâneo-dipolo induzido):
- Formação de polos momentâneos da molécula. - A interação de faz e desfaz o tempo todo.
- A forma da molécula afeta a força dessa interação e, consequentemente, as propriedades químicas da substância.
- Existe uma distância ideal para a ocorrência das forcas de Van der Waals, que depois de certo tempo tende a zero.
Exemplo de interação dipolo instantâneo-dipolo induzido
Força que atua nas bases nitrogenadas do DNA
Ligações de hidrogênio:
- É a ligação de um átomo de hidrogênio a outro elemento eletronegativo (“H ligado ao FON”) e a outra molécula precisa possuir elétrons não-ligantes.
1 e 2
1 - Forte
2 - Íons e moléculas polares
3 e 4
3 - Moderadamente forte
4 - Moléculas polares
5 e 6
5 - Muito fraca
6 - Molécula polar + molécula apolar
7 e 8
7 - Muito fraca
8 - Qualquer tipo de moléculas, incluindo as apolares
9 e 10
9 - Forte
10 - Moléculas que possuem hidrogênio ligado a elemento bastante eletronegativo como F, O e N
A água é uma molécula anfotérica, ou seja:
pode atuar tanto como ácido (doa próton) quanto como base (recebe próton) dependendo da reação química
Qual a importância biológica das interações intermoleculares?
São cruciais para a estrutura e função das biomoléculas, influenciando reações bioquímicas e a estabilidade das estruturas como proteínas, ácidos nucléicos, lipídeos e carboidratos
Quais são as propriedades da água responsáveis por seus pontos de fusão e ebulição elevados?
Ligações de hidrogênio entre as moléculas
O que é a natureza dipolar da molécula de água?
A molécula de água é dipolar devido à sua estrutura tetraédrica, com oxigênio carregado parcialmente negativo e os hidrogênios carregados parcialmente positivos
O que acontece com a água em estado sólido?
Forma até 4 ligações de hidrogênio, resultando numa estrutura altamente ordenada, o que aumenta seu volume em relação à sua fora líquida
O que acontece na dissolução de solutos polares em água?
Dissolvem-se na água formando pontes de hidrogênio entre as moléculas de solto e as moléculas de água, substituindo as interações entre moléculas de água
Como a desidratação afeta o metabolismo de um paciente?
A perda de água pode causar hipovolemia, redução do metabolismo nasal, aumento da glicólise anaeróbica, acúmulo de ácido lático e acidose metabólica
Como as soluções hipertônicas afetam as células em um ambiente clinico?
Causam a saída de água das células por osmose, resultando na contração celular, o que pode levar a danos celulares em um contexto clínico
Qual o papel das ligações de hidrogênio na função das proteínas?
Ajudam a manter a estrutura terciária e quaternária das proteínas, essencial para a sua função biológica, como no caso de enzimas e receptores
Como a água influencia a formação de complexos enzima-substrato?
Facilita a interação entre enzimas e seus substratos através da estabilização de estados de transição e rearranjos moleculares, muitas vezes mediadas por pontes de hidrogênio.
Qual a importância do pH no funcionamento enzimático?
Cada enzima possui um pH ótimo em que a sua atividade é máxima. Desvios desse pH afetam a ionização de grupos funcionais, comprometendo a atividade enzimática
O que é hiponatremia e como ela afeta o paciente?
Hiponatremia é a baixa concentração de sódio no sangue, geralmente causada por excesso de água ou perda de sódio.
Pode causar sintomas como cefaleia, náuseas, confusão mental e em casos mais graves, convulsões e coma
Como a desidratação afeta a hemodinâmica de um paciente?
A desidratação reduz o volume sanguíneo (hipovolemia), diminuindo a pressão arterial e aumentando a frequência cardíaca como compensação, podendo levar a choque hipovolêmico
Qual o papel das soluções isotônicas no tratamento de pacientes desidratados?
Soluções isotônicas, como o soro fisiológico, reabastecem fluidos sem alterar significativamente a osmolaridade celular, restaurando o volume intravascular e corrigindo o desequilíbrio de fluidos
Como o estado de hidratação afeta o metabolismo de um paciente com febre?
A febre aumenta as perdas insensíveis de água, levando à desidratação. Se não compensada, a desidratação pode aumentar o estresse metabólico e afetar a perfusão tecidual, agravando o estado clinico do paciente
Qual a importância da osmolaridade em pacientes com insuficiente renal?
Em paciente com insuficiência renal, a regulação da osmolaridade é comprometida, levando a desequilíbrios de eletrólitos e água que podem resultar em edema, hipertensão e distúrbios eletrolíticos, como a hipercalemia
