Qu'est-ce que « La molécule d’eau » ? — Biologie

Définition 8.1 Biologie universitaire — 1re année · Chapitre 8 — L’eau et les petites biomolécules

L’eau, $\mathrm{H_2O}$ , est une molécule coudée (l’angle H–O–H vaut $104.5^\circ$ ) dans laquelle l’oxygène attire vers lui les électrons partagés : elle est polaire, avec une charge partielle négative sur l’oxygène et des charges partielles positives sur les hydrogènes. Chaque molécule peut former jusqu’à quatre liaisons hydrogène — attraction électrostatique entre un hydrogène lié à un atome électronégatif (O, N) et un doublet libre d’un autre atome électronégatif — deux par ses hydrogènes, deux par son oxygène. L’eau liquide est un réseau de telles liaisons, chacune durant quelques picosecondes.

Une molécule d’eau (angle H–O–H de 104.5) et ses quatre voisines liées par liaisons hydrogène. La molécule coudée et polaire donne deux liaisons hydrogène par ses hydrogènes et en accepte deux sur son oxygène ; le réseau qu’elles forment donne à l’eau sa cohésion, sa capacité thermique et son pouvoir de solvant. — Une molécule d’eau (angle H–O–H de $104.5^\circ$ ) et ses quatre voisines liées par liaisons hydrogène. La molécule coudée et polaire donne deux liaisons hydrogène par ses hydrogènes et en accepte deux sur son oxygène ; le réseau qu’elles forment donne à l’eau sa cohésion, sa capacité thermique et son pouvoir de solvant.

Un gerris sur une mare : les fossettes sous ses pattes sont la surface tendue par la cohésion de l’eau liée par liaisons hydrogène.

Exemples

Exemple 8.3 (L’effet hydrophobe à l’œuvre)

Agitez de l’huile dans de l’eau : en quelques minutes les gouttelettes ont fusionné ; l’eau expulse ce à quoi elle ne peut pas se lier. Le même effet replie une protéine (ses résidus huileux se cachent à l’intérieur, Chapitre 12), assemble une membrane (les queues des lipides se rassemblent loin de l’eau, Chapitre 9), et rapproche deux surfaces moléculaires complémentaires. Rien n’attire l’huile vers l’huile ; c’est l’eau qui pousse.

Exemple 8.6 (Fondre une double hélice)

Les deux brins de l’ADN sont tenus par deux ou trois liaisons hydrogène par paire de bases, plus l’empilement (van der Waals) des paires voisines ; une paire isolée se séparerait aussitôt, mais mille paires à la suite tiennent jusqu’à une température d’environ $90\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ , et se rejoignent, exactement dans le même registre, quand on la rabaisse (Chapitre 11). Spécifique, forte par le nombre, réversible.

Lire dans le chapitre →