Wat is Het watermolecuul? — Biologie

Definitie 8.1 Universitaire biologie — jaar 1 · Hoofdstuk 8 — Water en kleine biomoleculen

Water, $\mathrm{H_2O}$ , is een geknikt molecuul (de hoek H–O–H is $104.5^\circ$ ) waarin de zuurstof de gedeelde elektronen naar zich toe trekt: het is polair, met een partiële negatieve lading op de zuurstof en partiële positieve ladingen op de waterstoffen. Elk molecuul kan tot vier waterstofbruggen vormen — een elektrostatische aantrekking tussen een waterstof die aan een elektronegatief atoom (O, N) gebonden is en een vrij elektronenpaar van een ander elektronegatief atoom — twee via zijn waterstoffen, twee via zijn zuurstof. Vloeibaar water is een netwerk van zulke bruggen, die elk enkele picoseconden standhouden.

Een watermolecuul (hoek H–O–H 104.5) en zijn vier buren op waterstofbruggen. Het polaire geknikte molecuul geeft twee waterstofbruggen via zijn waterstoffen en ontvangt er twee op zijn zuurstof; het netwerk dat zij vormen geeft water zijn cohesie, zijn warmtecapaciteit en zijn kracht als oplosmiddel. — Een watermolecuul (hoek H–O–H $104.5^\circ$ ) en zijn vier buren op waterstofbruggen. Het polaire geknikte molecuul geeft twee waterstofbruggen via zijn waterstoffen en ontvangt er twee op zijn zuurstof; het netwerk dat zij vormen geeft water zijn cohesie, zijn warmtecapaciteit en zijn kracht als oplosmiddel.

Een schaatsenrijder op een vijver: de kuiltjes onder zijn poten zijn het oppervlak, strak getrokken door de cohesie van water met waterstofbruggen.

Voorbeelden

Voorbeeld 8.3 (Het hydrofobe effect in werking)

Schud olie door water en binnen enkele minuten zijn de druppels samengevloeid: water perst eruit waar het niet aan kan binden. Hetzelfde effect vouwt een eiwit (zijn vettige residuen verbergen zich binnenin, Hoofdstuk 12), bouwt een membraan (de staarten van de lipiden verzamelen zich weg van het water, Hoofdstuk 9), en drijft twee passende moleculaire oppervlakken naar elkaar toe. Niets trekt de olie naar de olie; het water duwt.

Voorbeeld 8.6 (Een dubbele helix smelten)

De twee strengen van DNA worden bijeengehouden door twee of drie waterstofbruggen per basenpaar plus de stapeling (vanderwaals) van naburige paren; één paar zou meteen loslaten, maar duizend paren op een rij houden stand tot de temperatuur ongeveer $90\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ bereikt, en komen bij afkoeling weer samen, precies in hetzelfde register (Hoofdstuk 11). Specifiek, sterk in aantal, omkeerbaar.

Lees in het hoofdstuk →