Propiedades Químicas del Carbono y el Agua en los Sistemas Biológicos

Propiedades del Carbono

Tetravalencia y Forma Tridimensional

La tetravalencia permite que cada una de las valencias se dirija a los vértices de un tetraedro imaginario mediante enlaces covalentes fuertes. Esta configuración aporta gran estabilidad a las moléculas de los seres vivos y permite la formación de una gran cantidad de moléculas tridimensionales con propiedades diferentes.

Capacidad de Unión

Los átomos de carbono poseen una notable capacidad de unión entre sí mediante enlaces sencillos, dobles y triples, formando cadenas hidrocarbonadas lineales, ramificadas y cíclicas. Asimismo, los átomos de carbono forman dobles y triples enlaces con el oxígeno y el nitrógeno, lo que permite construir moléculas variadas y complejas, facilitando la creación de cualquier forma espacial necesaria para la molécula.

Propiedades Fisicoquímicas del Agua

Naturaleza Polar y Puentes de Hidrógeno

Esta naturaleza se debe a que el átomo de oxígeno presenta una mayor electronegatividad que los átomos de hidrógeno. Este hecho provoca que los electrones compartidos en los enlaces se sitúen más cerca del oxígeno que de los hidrógenos, dando lugar a dos cargas negativas en el oxígeno y una carga positiva en cada uno de los hidrógenos. Distintas moléculas de agua pueden establecer enlaces entre las cargas negativas situadas sobre el oxígeno de una molécula y las cargas positivas sobre los hidrógenos de otra: los puentes de hidrógeno.

Elevado Calor de Vaporización

Es el número de calorías necesarias para convertir 1 gramo de un líquido en gas. El agua, al evaporarse, tiene una capacidad de acción refrigerante en los seres vivos, ayudando a regular la temperatura corporal.

Elevado Calor Específico

Es la cantidad de energía necesaria para que 1 gramo de sustancia aumente su temperatura 1 grado. Al ser muy alto, actúa como un amortiguador térmico para uniformizar la temperatura.

Regulación del pH y Sistemas Tampón

El pH es la forma de medir la concentración de protones, definido como el menos logaritmo en base decimal de la concentración de protones expresada en moles por litro.

• Aumento de H₃O⁺: El equilibrio del tampón bicarbonato se desplaza a la derecha, aumentando la cantidad de H₂CO₃, el cual se disocia en CO₂ y H₂O, eliminando el exceso de CO₂ al exterior.
• Disminución de H₃O⁺: El medio se alcaliniza y el equilibrio se desplaza a la izquierda. Debe incorporarse CO₂ del exterior que, al combinarse con H₂O, repara las pérdidas de H₂CO₃.