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Puentes de Hidrogeno

• El puente de hidrogeno es un tipo de fuerza

dipolo-dipolo que existe entre un atomoelectronegativo y un hidrogeno unido a otroatomo electronegativo;

Puede llegar a tener una fuerza ( H Dis)

comparable a la de un enlace covalentecoordinado (debi l  )

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• Este tipo de interacciones (atracciones)

pueden ocurrir entre atomos de diferentesmoleculas:

•  (intramolecular ) = entre atomos de la

misma molecula• (intermolecular ) = entre atomos demoleculas vecinas 

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Intra-

Inter-

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• Los puentes de hidrogenos intermoleculares sonlos responsables por el alto punto de ebullicion delagua (100 °C).

• Este tipo de interaccion es tambien responsable enpor las estructuras secundarias, terciarias y

cuaternarias de las proteinas ( enzimas) y ácidosorgánicos

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• Usualmente, el puente de hidrogeno se loconsidera cuando el ‘H’  se encuentra entre losatomos F, O y N

• sin embargo

• “puentes de hidrogeno”  tambien se han reportadocon otros atomos tales como, Br, Cl, P, S, entreotros.

Otras interacciones s p  y p p  son fuerzas dedispersión.

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Las interacciones s p y p p 

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• El atomo que esta’  unido al hidrogenopor un enlace covalente se lo llama

“atomo donador de puente” y el atomoelectronegativo que atrae al hidrogeno selo llama atomo “aceptor ”.

• Normalmente esto se define por lasdistancias interatomicas:

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• En estos “enlaces”, que son descritos como:

X-H•••X’ las distancias son: 

X-H ~1.0 ÅH•••X’ ~1.5 - 2.5 Å. 

 A menudo se reporta solamente las distancias entrelos atomos electronegativos D(X•••X’) = 2.5 - 3.5 Å.

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• La magnitud de la interaccion “puente de hidrogeno”se ha calculado y medido mediante varios metodos(e.g.: dinamica molecular , NMR, etc.)

• F—H···F (155 kJ/mol) interacción linear

• O—H···N (29 kJ/mol)

• O—H···O (21 kJ/mol)

• N—H···N (13 kJ/mol)

• N—H···O (8 kJ/mol)

• HOH···OH3+  (18 kJ/mol)

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  La longitud y la fuerza del puente dehidrogeno depende

•  del tipo de atomo (electronegativo),• la temperatura,• la presion,

• el angulo de la interaccion y• el ambiente (fuerza ionica del medio)

En promedio, la longitud de un puente dehidrogeno en el agua es 1.81 Å (181 pm).

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•  A 25 °C, se ha estimado que cada agua participaen un promedio de 3.59 puentes de hidrogeno.

• A 100 °C, este valor es 3.24•  A 0 °C, el numero de puentes promedio es de3.69.

Consecuencias de los puentes de hidrogeno:Ejemplos

• Los puntos de ebullicion de NH3, H2O, & HF.Compare con el p.eb. del PH

3

.• Los glicoles y los acidos anhidros del fosforo son

extremadamente viscosos.

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• Compuestos con grupos carboxilicos y con fluorpresentan desviaciones importantes debido a laformacion de dimeros y oligomeros 

Modelamiento

Molecular

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Ferrodoxin rendered from a Brookhaven PDB file

Iron complexed to sulphur containing residues highlighted

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Estructura helicoidal doble del ADN

• Cada molécula de ADN está constituida por dos cadenas

formadas por un alto número de nucleótidos. Estascadenas forman una doble hélice (descubierta en 1953 porJ. Watson y F. Crick).

•  

• Los nucleótidos de cada cadena se asocianespecíficamente con nucleótidos (complementarios) de laotra cadena.

• cada nucleótido está formado por:un grupo fosfato

una azucar (desoxirribosa)

una base (que contiene nitrogeno)

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• El ADN lo forman cuatro tipos de nucleótidos,diferenciados por sus bases nitrogenadas, divididas

en dos grupos:

 dos purinas: adenina (A) y guanina (G), ydos pirimidínas: citosina (C) y timina (T).

• Las bases nitrogenadas se unen por los puentes dehidrogeno cuando cumplen ciertos requisitios degeometria que les permite formar los mejorespuentes de hidrogeno.

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Las bases complementarias son:

•  Adenina (A) con Timina (T), que forman dos puentes-H: A=T 

• Citosina (C) con Guanina (G), que forman tres puentes-H: C≡G 

Notese que otras combinaciones de bases son posibles, pero esto no

generaria una helice de ADN con un diametro interno de 20 Å

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• Las bases Adenina,Timina, Citosina y Guanina sonno polares y forman el interior hidrofobico,mientras que los fosfatos forman el exterior

hidrofilico del ADN.

• El ADN es antiparalelo, es decir, las dos cadenas

(helices) de ADN tienen polaridad quimica opuesta:

Sus esqueletos de azucar-fosfato van en direccionesopuestas.

Esta direccion está dictada por la posicion de losanillos de ribosa.

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• Delicados Puentes de Hidrogeno

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Estabilidad de macrociclos

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Fuerzas de Van der Waals