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2.1 I: Legami covalenti e altri legami e interazioni

Legami idrogeno e interazioni di Van Der Waals

Non tutti i legami sono ionici o covalenti; legami più deboli possono anche formarsi tra molecole. Due tipi di legami deboli che si verificano frequentemente sono legami idrogeno e interazioni di van der Waals. Senza questi due tipi di legami, la vita come la conosciamo non esisterebbe.

I legami idrogeno forniscono molte delle proprietà critiche e vitali dell’acqua e stabilizzano anche le strutture delle proteine e del DNA, l’elemento costitutivo delle cellule. Quando si formano legami covalenti polari contenenti idrogeno, l’atomo di idrogeno in quel legame ha una carica leggermente positiva (δ+) perché gli elettroni condivisi sono tirati più fortemente verso l’altro elemento e lontano dall’atomo di idrogeno. Poiché l’idrogeno ha una carica leggermente positiva, è attratto dalle cariche negative vicine. La debole interazione tra la carica δ + di un atomo di idrogeno da una molecola e la carica δ di un atomo più elettronegativo è chiamata legame idrogeno. I singoli legami idrogeno sono deboli e facilmente rotti; tuttavia, si verificano in numero molto elevato nell’acqua e nei polimeri organici e la forza additiva può essere molto forte. Ad esempio, i legami idrogeno sono responsabili di zippare insieme la doppia elica del DNA.

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Figura \ (\PageIndex{1}\): Adenosina trifosfato, ATP: L’adenosina trifosfato, o ATP, è il cofattore più comunemente usato in natura. La sua biosintesi comporta la fissazione dell’azoto per fornire materie prime che alla fine producono i legami carbonio-azoto che contiene.

Come i legami idrogeno, le interazioni di van der Waals sono interazioni deboli tra molecole. Le attrazioni di Van der Waals possono verificarsi tra due o più molecole e dipendono da leggere fluttuazioni delle densità degli elettroni, che possono portare a lievi dipoli temporanei attorno a una molecola. Perché queste attrazioni accadano, le molecole devono essere molto vicine l’una all’altra. Questi legami, insieme ai legami idrogeno, aiutano a formare le strutture tridimensionali delle proteine nelle nostre cellule che sono necessarie per la loro corretta funzione.

Interazioni tra diversi tipi di molecole: In questo interattivo, è possibile esplorare come diversi tipi di molecole interagiscono tra loro in base ai loro legami.