La Molécula del Agua

El agua (H2O) es un compuesto químico inorgánico formado por dos átomos de hidrógeno (H) y uno de oxígeno(O). Esta molécula es esencial en la vida de los seres vivos, al servir de medio para el metabolismo de las biomoléculas y se encuentra en la naturaleza en sus tres estados y fue clave para su formación. Hay que distinguir entre el agua potable y el agua pura, pues la primera es una mezcla que también contiene sales en solución; es por esto que en laboratorio y en otros ámbitos se usa agua destilada.

Propiedades del Agua

El agua es una sustancia que químicamente se formula como H2O, es decir, que una molécula de agua se compone de dos átomos de hidrógeno enlazados covalentemente a un átomo de oxígeno.

Fue Henry Cavendish quien descubrió en 1781 que el agua es una sustancia compuesta y no un elemento, como se pensaba desde la Antigüedad. Los resultados de dicho descubrimiento fueron desarrollados por Antoine Laurent de Lavoisier, dando a conocer que el agua estaba formada por oxígeno e hidrógeno. En 1804, el químico francés Joseph Louis Gay-Lussac y el naturalista y geógrafo alemán Alexander von Humboldt demostraron que el agua estaba formada por dos volúmenes de hidrógeno por cada volumen de oxígeno (H2O).

• Las propiedades fisicoquímicas más notables del agua son:
• El agua es líquida en condiciones normales de presión y temperatura. El color del agua varía según su estado: como líquido, puede parecer incolora en pequeñas cantidades, aunque en el espectrógrafo se prueba que tiene un ligero tono azul verdoso. El hielo también tiende al azul, y en estado gaseoso (vapor de agua) es incolora.
• El agua bloquea solo ligeramente la radiación solar UV fuerte, permitiendo que las plantas acuáticas absorban su energía.
• Ya que el oxígeno tiene una electronegatividad superior a la del hidrógeno, el agua es una molécula polar. El oxígeno tiene una ligera carga negativa, mientras que los átomos de hidrógenos tienen una carga ligeramente positiva del que resulta un fuerte momento dipolar eléctrico. La interacción entre los diferentes dipolos eléctricos de una molécula causa una atracción en red que explica el elevado índice de tensión superficial del agua.
• La fuerza de interacción de la tensión superficial del agua es la fuerza de van der Waals entre moléculas de agua. La aparente elasticidad causada por la tensión superficial explica la formación de ondas capilares. A presión constante, el índice de tensión superficial del agua disminuye al aumentar su temperatura. También tiene un alto valor adhesivogracias a su naturaleza polar.
• La capilaridad se refiere a la tendencia del agua a moverse por un tubo estrecho en contra de la fuerza de la gravedad. Esta propiedad es aprovechada por todas las plantas vasculares, como los árboles.

Los Àtomos y las Moléculas

Los Àtomos

Un átomo es la unidad constituyente más pequeña de la materia que tiene las propiedades de un elemento químico. Cada sólido, líquido, gas y plasma se compone de átomos neutros o ionizados. Los átomos son muy pequeños; los tamaños típicos son alrededor de 100 pm (diez mil millonésima parte de un metro). No obstante, los átomos no tienen límites bien definidos y hay diferentes formas de definir su tamaño que dan valores diferentes pero cercanos. Los átomos son lo suficientemente pequeños para que la física clásica dé resultados notablemente incorrectos. A través del desarrollo de la física, los modelos atómicos han incorporado principios cuánticos para explicar y predecir mejor su comportamiento.

Las Moléculas

En química, una molécula (del nuevo latín molecula, que es un diminutivo de la palabra moles, 'masa') es un grupo eléctricamente neutro y suficientemente estable de al menos dos átomos en una configuración definida, unidos por enlaces químicos fuertes (covalentes o enlace iónico).

En este estricto sentido, las moléculas se diferencian de los iones poliatómicos. En la química orgánica y la bioquímica, el término "molécula" se utiliza de manera menos estricta y se aplica también a los compuestos orgánicos (moléculas orgánicas) y en las biomoléculas.

Antes, se definía la molécula de forma menos general y precisa, como la más pequeña parte de una sustancia que podía tener existencia independiente y estable conservando aún sus propiedades fisicoquímicas. De acuerdo con esta definición, podían existir moléculas monoatómicas. En la teoría cinética de losgases, el término molécula se aplica a cualquier partícula gaseosa con independencia de su composición. De acuerdo con esta definición, los átomos de un gas noble se considerarían moléculas aunque se componen de átomos no enlazados.

Composición de los Seres Vivos

Contextualización: 

El análisis de la estructura, las propiedades químicas y la función de las moléculas que constituyen los seres vivos, es una herramienta para el diagnostico y el tratamiento de diferentes enfermedades.

Cristalización de proteínas en el espacio

Estas dificultades han sido un acicate para el desarrollo de experimentos espaciales de cristalización, ya que la ausencia de gravedad terrestre evita los problemas de convección y sedimentación. Así se demostró en los experimentos realizados durante los 80. Como la misión del Spacelab en 1983, en la que se consiguieron cristales de la proteína lisozima, con tamaños hasta 100 veces mayores que los obtenidos en la Tierra y con una calidad óptica muy superior - de interés para la difracción por rayos X.

Pero nada es perfecto y los inconvenientes que limitan el uso de esta alternativa espacial se adivinan fácilmente, entre ellos un nada despreciable factor económico que se multiplica si se tiene en cuenta el gran número de experimentos que se requieren hasta dar con las condiciones idóneas de cristalización y con la estructura molecular. Mientras no se pueda eliminar la gravedad terrestre, y es algo que ciertamente que no se puede hacer, n

o hay demasiadas opciones. A menos que exista alguna forma de modificar el proceso de cristalización de forma que se evite o reduzca el movimiento de convección y la sedimentación.

Esto es precisamente lo que han hecho en el Laboratorio de Estudios Cristalográficos (LEC) del CSIC. Se trata de la Granada Crystallisation Box (GCB), desarrollada por el equipo que dirige Juan Manuel García Ruiz, profesor de investigación y director del laboratorio.