Apa in sistemele biologice

Trimis la data: 2010-02-24 Materia: Geografie Nivel: Liceu Pagini: 15 Nota: / 10 Downloads: 12
Autor: Irina Dimensiune: 751kb Voturi: Tipul fisierelor: pdf Acorda si tu o nota acestui referat: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
vezi mai multe detalii vezi mai putine detalii
Raporteaza o eroare
Referat despre Apa in sistemele biologice
Apa este cea mai importanta substanta necesara vietii. Datorita structurii si interactiilor sale moleculare, apa prezinta proprietati unice, de care organismele vii depind într-un mod complex si ireversibil. Organismele vii contin apa în proportie de cel putin 50%. In mediul extracelular, factorii nutritivi sunt dizolvati în apa, fapt ce le permite sa traverseze membranele celulare, iar în interiorul celulelor, mediile în care se desfasoara numeroase reactii chimice sunt medii apoase, care permit de asemenea aparitia unor fluxuri de substanta în interiorul celulei.

Referat despre Apa in sistemele biologice
La temperatura normala a organismului, apa se afla în stare lichida, ceea ce îi confera caracterul de complexitate si dinamism, spre deosebire de starea solida, în care libertatea miscarilor moleculare este extrem de limitata, sau fata de starea gazoasa, în care gradul de complexitate este redus, datorita dezordinii moleculare specifice acestei stari.

1. Structura moleculei de apa
Molecula de apa (H2O) este alcatuita din doi atomi de hidrogen si un atom de oxigen. In molecula izolata de apa, 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 Å, iar unghiul format de cele doua legaturi O-H este de 104,5º. Configuratia electronica a hidrogenului este 1s1, iar cea a oxigenului 1s2 2s2 2p4. Dintre cei 4 electroni de pe patura 2p a oxigenului, doi au spinul compensat si completeaza un orbital atomic, iar ceilati doi ramân cu spinul necompensat, pe doi orbitali atomici diferiti (Un orbital electronic,
atomic sau molecular, nu poate avea decât cel mult doi electroni, care trebuie sa aiba spinul de semn opus).

Ca urmare, cei 10 electroni ai moleculei de apa se distribuie astfel:
- doi electroni proveniti de pe orbitalul 1s al atomului de oxigen (cel mai apropiat de nucleul O) completeaza orbitalul molecular 1a1; acest orbital corespunde primului nivel energetic al moleculei de apa si este sferic, centrat pe nucleul de oxigen;
- doi electroni proveniti de pe orbitalul O2s completeaza orbitalul molecular 2a1; acesta este aproximativ sferic, centrat pe nucleul de oxigen, dar usor deformat datorita influentei electronilor
H1s;
- doi electroni proveniti de pe orbitalul complet O2p corespund orbitalului molecular 1b1, care este orientat perpendicular pe planul moleculei; acest orbital nu este deformat de ceilalti electroni;
- ceilalti doi electroni 2p ai oxigenului completeaza, fiecare împreuna cu câte un electron 1s al hidrogenului, doi orbitali moleculari, 1b2 si 3a1, formând astfel doua legaturi covalente O-H. Acesti doi orbitali sunt orientati perpendicular unul pe celalalt, dar ambii prezinta simetrie fata de planul moleculei.

Electronii de pe orbitalii moleculari 1a1 si 1b1 nu participa la legaturile O-H; de aceea se mai numesc electroni neparticipanti. Electronii O2s participa si ei într-o mica masura la legaturile
O-H, deoarece orbitalii atomici O2s si H1s se suprapun partial; de aceea, orbitalul molecular 2a1 participa si el la formarea legaturilor O-H. Totusi, orbitalii moleculari care au contributia dominanta
la formarea legaturilor O-H sunt 1b2 si 3a1. Configuratia electronica a moleculei de apa este (1a1)2 (2a1)2 (1b2)2 (3a1)2 (1b1)2.

Atomul de oxigen atrage cei doi nori electronici ai atomilor de hidrogen (care initial au simetrie sferica în jurul nucleului H) si îi descentralizeaza, lasând atomii H cu o sarcina partiala pozitiva. Ca urmare, apare o densitate de sarcina electrica negativa în jurul nucleului de oxigen si o densitate de sarcina pozitiva în jurul nucleelor de hidrogen, ceea ce determina molecula de apa sa se comporte ca un dipol electric permanent. Un dipol electric este o pereche de sarcini electrice egale în modul, dar de semn opus, aflate la o anumita distanta (relativ mica) una de cealalta. O molecula are proprietatile unui dipol electric daca centrul distributiei sale de sarcini pozitive nu coincide spatial cu centrul distributiei de sarcini negative.

Caracterul permanent asimetric al distributiei spatiale a sarcinilor electrice dintr-o molecula defineste caracterul polar al moleculei. Molecula de apa este o molecula polara. In schimb, moleculele care au o distributie spatiala simetrica de sarcina electrica se numesc molecule nepolare (de exemplu, etanul). Moleculele care prezinta atât portiuni polare cât si portiuni nepolare se numesc molecule amfifile (de exemplu, lipidele).

Un dipol electric molecular poate fi:
- dipol permanent: atunci când în molecula exista doi atomi cu electronegativitati substantial diferite. Densitatea de sarcina negativa este mult mai mare în jurul atomului mai electronegativ, care atrage mai puternic electronii;
- dipol instantaneu: atunci când la un anumit moment densitatea de electroni ai unei molecule este mai mare într-o regiune spatiala decât în alta, datorita miscarilor electronilor;
- dipol indus: atunci când distributia de sarcina electrica a moleculei devine asimetrica sub influenta unei atractii electrostatice (sub actiunea unui câmp electric extern sau în apropierea unui ion sau a unei molecule polare).

Moleculele polare reprezinta dipoli permanenti. In absenta influentelor exterioare, moleculele perfect simetrice (care sunt nepolare) pot prezenta un dipol instantaneu pe timpi foarte scurti, dar, în medie, dipolul lor este zero. O molecula cu dipol indus reprezinta o molecula
polarizata.

2. Forte intermoleculare
Fortele intermoleculare iau nastere între molecule diferite sau între regiuni ale aceleiasi macromolecule. Ele sunt rezultatul atractiilor si repulsiilor electrostatice dintre sarcinile partiale ale moleculelor, precum si al excluderii electronilor din regiuni ale spatiului care acopera orbitali moleculari deja completati. Fortele Van der Waals sunt interactii între molecule care au învelisul electronic complet (sunt neutre din punct de vedere electric), fara a produce legaturi chimice
(moleculele se atrag prin interactii electrostatice între diferite regiuni ale norilor electronici, fara a exista o suprapunere a acestora). O interactie intermoleculara speciala este legatura de hidrogen, în care anumite molecule cu învelis electron complet suprapun partial orbitali moleculari. Alte forte intermoleculare sunt interactii de tipul ion-ion sau ion-dipol.

Cele mai tari interactii intermoleculare sunt cele ionice, care se produc numai între ioni si au o energie de interactie de ordinul a 250 kJ/mol. Interactiile ion-dipol sunt mult mai slabe, cu o energie ~15 kJ/mol. In cazul legaturilor de hidrogen, energia de interactie este ~ 20 kJ/mol. In ordinea scaderii tariei lor, fortele Van der Waals apar prin:
- interactii dipol permanent – dipol permanent (între molecule polare); energia de interactie ~2 kJ/mol pentru molecule stationare si ~0,3 kJ/mol pentru molecule în rotatie;
- interactii dipol indus – dipol indus (forte Van der Waals de dispersie sau forte London) (între molecule polarizate); energia de interactie ~ 2 kJ/mol;
- interactii dipol permanent – dipol indus (între o molecula polara si o molecula polarizata); energia de interactie ~ 0,8 kJ/mol.

  • pag. 1
  • pag. 2
  • pag. 3
  • pag. 4
  • pag. 5
  • pag. 6
  • pag. 7
  • pag. 8
  • pag. 9
  • pag. 10

Nota explicativa
Referatele si lucrarile oferite de Referate.ro au scop educativ si orientativ pentru cercetare academica.

Iti recomandam ca referatele pe care le downloadezi de pe site sa le utilizezi doar ca sursa de inspiratie sau ca resurse educationale pentru conceperea unui referat nou, propriu si original.

Referat.ro te invata cum sa faci o lucrare de nota 10!
Linkuri utile
Programeaza-te online la salonul favorit Descarca gratuit aplicatiile pentru iOS si Android Filmulete haioase Filme, poante si cele mai tari faze Jocuri Cele mai tari jocuri de pe net Referate scoala Resurse, lucrari, referate materiale pentru lucrari de nota 10
Toate imaginile, textele sau alte materiale prezentate pe site sunt proprietatea referat.ro fiind interzisa reproducerea integrala sau partiala a continutului acestui site pe alte siteuri sau in orice alta forma fara acordul scris al referat.ro. Va rugam sa consultati Termenii si conditiile de utilizare a site-ului. Informati-va despre Politica de confidentialitate. Daca aveti intrebari sau sugestii care pot ajuta la dezvoltarea site-ului va rugam sa ne scrieti la adresa webmaster@referat.ro.
Confidentialitatea ta este importanta pentru noi

Referat.ro utilizeaza fisiere de tip cookie pentru a personaliza si imbunatati experienta ta pe Website-ul nostru. Te informam ca ne-am actualizat politica de confidentialitate pentru a integra cele mai recente modificari privind protectia persoanelor fizice in ceea ce priveste prelucrarea datelor cu caracter personal. Inainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru te rugam sa aloci timpul necesar pentru a citi si intelege continutul Politicii de Cookie. Prin continuarea navigarii pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizarii fisierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Nu uita totusi ca poti modifica in orice moment setarile acestor fisiere cookie urmarind instructiunile din Politica de Cookie.


Politica de Cookie
Am inteles