Dentro de una molécula, los átomos están unidos mediantefuerzas intramoleculares (enlaces iónicos, metálicos ocovalentes, principalmente). Estas son las fuerzas que se debenvencer para que se produzca un cambio químico. Son estasfuerzas, por tanto, las que determinan las propiedadesquímicas de las sustancias.

Sin embargo existen otras fuerzas intermoleculares que actúansobre distintas moléculas o iones y que hacen que éstos seatraigan o se repelan. Estas fuerzas son las que determinan laspropiedades físicas de las sustancias como, por ejemplo, elestado de agregación, el punto de fusión y de ebullición, lasolubilidad, la tensión superficial, la densidad, etc.

FUERZAS INTERMOLECULARES

Hidratación hidrofóbica:- Disminuye la interacción agua-agua- Disminuye interacción agua-soluto- Aumenta orden de agua sobre superf. hidrofóbica- Se opone a la dispersión del soluto- Favorece agregación del soluto

En medio acuoso, cada molécula de lípido obliga a las moléculas de agua vecinas a adoptar estados más ordenados (las que están sombreadas de color azul)

Cuando las moléculas de lípido se agregan, sólo están más ordenadas las moléculas de agua que están en contacto directo con el agregado. Al ser menos, la entropía aumenta.

Hidratación hidrofílica: - Disminuye la interacción soluto-soluto- Aumenta interacción agua-soluto - Disminuye orden de agua en fase volumen-Favorece dispersión del soluto- Se opone a la agregación del soluto

Carga-Carga: La magnitud de lafuerza electrostática viene definidapor la ley de Coulomb y esdirectamente proporcional a lamagnitud de las cargas einversamente proporcional a ladistancia que las separa .

Carga-Dipolo: Son las que se establecenentre un ión y una molécula polar.Por ejemplo, el NaCl se disuelve en agua porla atracción que existe entre los iones Na+ yCl- y los correspondientes polos con cargaopuesta de la molécula de agua. Estasolvatación de los iones es capaz de vencerlas fuerzas que los mantienen juntos en elestado sólido.

Dipolo-Dipolo: Una molécula es un dipolocuando existe una distribución asimétrica delos electrones debido a que la molécula estáformada por átomos de distintaelectronegatividad. Como consecuencia deello, los electrones se encuentranpreferentemente en las proximidades delátomo más electronegativo. Se crean así dospolos en la molécula. Cuando dos moléculaspolares se aproximan, se produce unaatracción entre el polo positivo de una de ellasy el negativo de la otra.

Los puentes de hidrógeno constituyen uncaso especial de interacción dipolo-dipolo.Muchas de las propiedades físicas y químicasdel agua se deben a los puentes de hidrógeno.Cada molécula de agua es capaz de formar 4puentes de hidrógeno.

Dipolo-Dipolo inducido: Tienen lugar entreuna molécula polar y una molécula apolar. Eneste caso, la carga de una molécula polarprovoca una distorsión en la nube electrónicade la molécula apolar y la convierte, de modotransitorio, en un dipolo.

Carga-Dipolo inducido: Tienen lugar entre unión y una molécula apolar. La proximidad delión provoca una distorsión en la nubeelectrónica de la molécula apolar que convierte(de modo transitorio) en una moléculapolarizada.

Dipolo instantáneo-Dipolo inducido: Laformación de un dipolo instantáneo en unamolécula origina la formación de un dipoloinducido en una molécula vecina de maneraque se origina una débil fuerza de atracciónentre las dos.

Fuerzas de dispersión de London: Tambiénse conocen como F. de disp. De London a lainteracc. Entre un dipolo fluctuante con unamolecula vecina inducida a comportarsetambién como un dipolo fluctuante: “onda deinducción”.

Cuando se encuentran a una distancia moderada, las moléculas se atraen entre sípero, cuando sus nubes electrónicas empiezan a solaparse, las moléculas se repelencon fuerza . Las fuerzas de van der Waals engloban colectivamente a las fuerzas deatracción entre las moléculas. Son fuerzas de atracción débiles que se establecenentre moléculas eléctricamente neutras (tanto polares como no polares). Las fuerzasde van der Waals incluyen: Fuerzas dipolo-dipolo (también llamadas fuerzas deKeesom), entre las que se incluyen los puentes de hidrógeno, Fuerzas dipolo-dipoloinducido (también llamadas fuerzas de Debye) y Fuerzas dipolo instantáneo-dipoloinducido y Fuerzas de dispersión o fuerzas de London .A estas fuerzas de dispersión se opone la repulsión electrostática entre las capaselectrónicas de dos átomos contiguos. La resultante de estas fuerzas opuestas esuna distancia mínima permitida entre los núcleos de dos átomos contiguos que seconoce como radio de Van der Waals.

ESTRUCTURAS DE AUTOAGREGACIÓN

1) Número de agregación

Considerando una molécula en 2 estados, por ej. como monómero o en un agregado:

∆G=0 en el equilibrio, y ∆Gt= N (µºhc-µºw)= -RT. LnK…. (t: transf desde agua a fase agreg. de hc)

siendo K= Xhc/Xw (X= fracción molar)

Para hidrocarburos ∆Gtº=-2.5 kcal/nm2 (E que se gana si el monómero va a la fase hc)

En equilibrio:

µ = µ1º + RT.Ln X1 = µ2º + RT.Ln X2 = µ3º + RT.Ln X3 → µN = µNº + RT.Ln XN2 2 3 3 N N

N: Nº de agregación, µNº: pot. quím. de moléc. en agregado, XN: fracción molar de la molec en el agregado

Ley de conservación de la masa: ningun Xn puede exceder de 1

Si XN <<<1 todas las moléculas están como monómero

Para la formación y estabilidad de un agregado debe ocurrir que para algún valor de N → µNº< µ1º

Considerando 2 estados posibles: monómero y micela (estruct. atoagreg.)

∆Gmic = (µNº - µ1º) = RT.LnX1 - RT.Ln XN …….N N

y para XN <<<1 → ∆Gmic ≈ RT.LnX1 ≈ RT.Ln CMC → Concentración Micelar Crítica

A partir de la dependencia de la CMC con la Temperatura se pueden obtener la entalpía y la entropía de micelización:

∂ LnCMC = ∆Hºmic ∆Gºmic = ∆Hºmic – T. ∆Sºmic∂ 1/T R

Permitidas y estabilizadas por factores termodinámicos y geométricos:1) Número de agregación2) Energía libre de interacción3) Restricciones de empaquetamiento

2) Energía libre de interacción

3) Restricciones de empaquetamiento: requerimientos geométricos

Parámetro Crítico de empaquetamiento: Pc= V / a . l

(Vol. molecular / área grupo polar x long. cadena hidrocarbonada)

<1/3

TRANSICIONES DE FASE

MEMBRANA: ensamble multimolecular no-covalente bidimensional de lípidos y proteínas

Funciones:- Procesos Bioquímicos. - Procesos Transporte

- Procesos de Transducción de Señales

Modelo del Mosaico Fluido (Singer and Nicholson, 1972):- Bicapa lipídica asimétrica- Estado fluido y dinámico

- Proteinas asociadas (adsorbidas, intrínsecas, unidas covalentemente a lípidos, etc.)

- 1990: concepto de dominios de membrana.

Ultimos avances y desafio para el próximo modelo:Estudios dinámicos, tráfico de membrana y asociación con el citoesqueleto.

Tipos de dinámica de lípidos en membranas