Apa in sistemele biologice

Question 1

In molecula izolata de apa(tipuri de legaturi, distanta dintre nucleuri)

Answer 1

Atomul de oxigen formeaza legaturi covalente cu cei doi atomi de hidrogen, distanta dintre nucleul O si un nucleu H fiind de cca. 0.97 A, iar unghiul format de cele doua leg O-H este de 104.5 grade

Question 2

Cum se comporta molecula de apa?

Answer 2

Ca un dipol electric permanent

Question 3

Ce este un dipol electric?

Answer 3

O pereche de sarcini electrice egale in modul, dar de semn opus, aflate la o anumita distanta(relativ mica) una de cealalta.

Question 4

Cand are o molecula proprietatea de dipol electric?

Answer 4

Daca centrul distributiei sale de sarcini pozitive nu coincide spatial cu centrul distributiei de sarcini negative

Question 5

Tipuri de dipoli electrici moleculari

Answer 5

• dipol permanent
• dipol instantaneu
• dipol indus

Question 6

Dipol permanent

Answer 6

Exista in molecula doi atomi cu electronegativitati substantial diferite. Densitatea de sarcina negativa este mult mai mare in jurul atomului mai electronegativ, care atrage mai puternic electronii

Question 7

Dipol instantaneu

Answer 7

Cand densitatea de electroni ai unei molecule este temporar mai mare intr-o regiune spatiala decat in alta

Question 8

Dipol indus

Answer 8

Atunci cand distributia de sarcina electrica a moleculei devine asimetrica sub influenta unei atractii electrostatice

Question 9

Caracterul polar al moleculei

Answer 9

Caracterul permanent asimetric al distributiei spatiale a sarcinilor electrice dintr-o molecula

Question 10

Molecule amfifile

Answer 10

Au atat portiuni polare, cat si nepolare(lipidele)

Question 11

Dipolii diferitelor molecule

Answer 11

Moleculele polare reprezinta dipoli permanenti. Moleculele nepolare pot prezenta un dipol instantaneu pe timpi foarte scurti (dipol indus) reprezinta o molecula polarizata

Question 12

Fortele intermoleculare

Answer 12

Iau nastere intre molecule diferite sau intre regiuni ale aceleiasi macromolecule. Rezultatul atractiilor si repulsurilor electrostatice dintre sarcinile partiale ale moleculelor, precum si al excluderii electronilor din regiuni ale spatiului care acopera orbitrali moleculari deja completati.

Question 13

Fortele Van der Waals

Answer 13

Interactii intre molecule care au invelisul electronic complet (neutre dpdv electric), fara a produce legaturi chimice

Question 14

Legatura de hidrogen1

Answer 14

Interactie intermoleculara speciala in care anumite molecule cu invelis electronic complet suprapun partial orbitrali moleculari. Alte forte intermoleculare sunt de tipul ion-ion sau ion-dipol.

Question 15

Fortele Van der Waals apar prin(in ordinea scaderii lor)

Answer 15

• interactii dipol permanent-dipol permanent (intre molecule polare)
• interactii dipol indus-dipol indus (forte Van der Waals de dispersie sau forte London)(intre molecue polarizate)
• interactii dipol permanent-dipol indus(intre o molecula polara si o molecula polarizata)

Question 16

Legatura de hidrogen2

Answer 16

Interactie atractiva intre doua specii moleculare cu invelis complet. Cel mai eficient participa N,O,F (cele mai electronegative elemente)

Question 17

Similitudini intre legatura de hidrogen si…

Answer 17

atat cu interactiile dipol-dipol cat si cu legaturile covalente

Question 18

Deosebire leg coordinativa si de hidrogen

Answer 18

Sarcinile puse in comun la leg de hidrogen sunt partiale, iar la cea coordinativa sunt intregi.

Question 19

Cate alte molecule de apa poate lega o molecula de apa

Answer 19

1-4 prin legaturi de hidrogen

Question 20

Diferente in functie de straile de agregare

Answer 20

In stare solida, leg de hidrogen sunt permanente, in stare lichida, au un timp de viata foarte scurt, fiind rupte prin miscarile de agitatie termica ale moleculelor.

Question 21

Gruparea cea mai stabila

Answer 21

Este cea dimerica, intalnita chiar si in faza gazoasa

Question 22

Cele 4 leg de hidrogen la molecula de apa se dispun

Answer 22

in varfurile unui tetraedru aproape regulat

Question 23

Cum se comporta apa pe timpi foarte scurti

Answer 23

Ca un gel format dintr-un singur cluster de mari dimensiuni, in care pot exista discontinuitati locale , a caror dimensiune si influenta depinde de temperatura si presiune

Question 24

Clusteri polimerici

Answer 24

Este posibil sa se formeze in spatii restranse prin ruperea si refacerea leg de hidrogen, stabilitatea lor creste

Question 25

Dimensiuni clusteri polimerici

Answer 25

90 molecule H2O la 0 grade si de cel mult 25 de molecule la 70 grade

Question 26

Cluster icosaedric

Answer 26

Cuprinde 280 de molecule de apa. Acesta este in concordanta cu datele experimentale de difractie cu raze X si poate explica toate proprietatile neobisnuite ale apei.

Question 27

Lichide complexe(asociate)

Answer 27

Lichide care prezinta leg de hidrogen intre molecule

Question 28

Lichide simple

Answer 28

Formate din molecule care interactioneaza numai prin forte Van der Waals. De ex gazele rare la care singurele interactii care pot sa apara sunt forte Van der Waals de dispersie. Fara acestea gazele rare nu s-ar putea lichefia

Question 29

Retele cristaline

Answer 29

Structuri ordonate care apar in orma cresterii energiei leg de hidrogen mult peste cea de agitatie termica cand apa este in faza solida. Aici se formeaza nr maxim de leg de hidrogen

Question 30

Gheata cubica

Answer 30

Moleculele de apa se dispun in structuri de tip diamant

Stabila numai la temperaturi mai mici de -80 de grade

Question 31

Gheata hexagonala

Answer 31

La preiune atmosferica normala si temperaturi obisnuite cuprinse intre-80 si 0 grade, structura cristalina a apei prezinta o dispunere a moleculelor in prisme aproximativ hexagonale

Question 32

Temperatura de densitate maxima a apei

Answer 32

4 grade

Question 33

Densitatea in procesul de inghetare

Answer 33

Scade

Question 34

Intervalul termic specific organismelor homeoterme (35-41 grade)

Answer 34

cca 50% din leg de hidrogen ale apei sunt rupte \; apa este mai putin vascoasa, structura microcristlaina dispare, proportia de dimeri este cea mai mare si apa devine mai reactiva dpdv chimic

Question 35

Apa in stare gazoasa

Answer 35

Aproape toate leg de hidrogen se rup, datorita agitatiei termice foarte intense. Majoritatea moleculelor de apa sunt libere, dar mai pot persista unii dimeri

Question 36

Punctul de fierbere al apei in absenta legaturilor de hidrogen

Answer 36

-90

Question 37

Proprietati deosebite ale apei

Answer 37

1. coeziune puternica
2. tensiune superficiala mare
3. caldura specifica mare
4. caldura de evaporare mare
5. apa este in stare lichida la temperatura camerei
6. conductibilitate termica mare
7. apa este un foarte bun solvent polar
8. repulsia hidrofoba

Question 38

Coeziunea puternica specifica apei

Answer 38

Determinata de legaturile de hidrogen dintre molecuele de apa

Question 39

Lichidul cu coeficientul de tensiune superficiala mai mare decat al apei

Answer 39

Mercurul

Question 40

Cum se comporta stratul superficial de apa

Answer 40

Ca o membrana elastica sub tensiune mecanica, ce tinde sa minimizeze aria suprafetei de contact aer apa.

Question 41

Ce rol are caldura specifica a apei?

Answer 41

Termoreglarea organismelor

Question 42

Ce fel de substante dizolva apa?

Answer 42

Substante cu care apa formeaza leg de hidrogen sau ale caror molecule sunt polare. Moleculele solvitului treuie sa interactioneze mai usor cu apa decat intre ele pentru a parasi structura solida si a se dispersa in solutia apoasa.

Question 43

Invelisul interior(primar) de hidratare

Answer 43

Datorita caracterului lor puternic polar, moleculele de apa aflate in imediata apropiere a unui ion sunt puternic atrase de acesta. Prezinta un aranjament ordonat al moleculelor in jurul ionului.

Question 44

Invelisul exterior(secundar) de hidratare

Answer 44

Structura mai putin ordonata

Question 45

Constanta dielectrica mare a apei

Answer 45

Favorizeaza disocierea electrolitiilor la dizolvarea in apa in ioni negativi si pozitivi. Electrolitii tari sunt disociati complet

Question 46

Tipurile de legaturi pe care le formeaza moleculele de apa

Answer 46

Legaturi covalente coordinative cu ionii pozitivi , in timp ce cu ionii negativi formeaza legaturi de hidrogen

Question 47

Apa de hidratare

Answer 47

Apar structuri radiale, densitatea apei creste, se modifica temperaturile de solificare si fierbere

Question 48

Molecule hidrofobe

Answer 48

Molecule fara moment dipolar permanenr interactioneaza cu moleculele de apa prin leg Van der Waals slabe de tip dipol permanent-dipol instantaneu.
Minimizeaza energia sa libera, deci se realizeaza un numar maxim de lagaturi intre componente.

Question 49

Clatrati

Answer 49

Se mareste nr leg de hidrogen intre moleculele de apa sin jurul moleculelor hidrofobe. Acestea sunt structuri cristaline in centrul carora se afla cate o molecula hidrofoba.