Moléculas discretas y macromoléculas.

Las moléculas discretas son aquellas constituidas por una cantidad determinada de átomos de igual o distinto elemento.

Por otro lado, las macromoléculas o polímeros están constituidas por la repetición de unidades simples, alcanzando pesos moleculares relativamente altos. Químicamente hablando, los polímeros son grandes moléculas o macromoléculas constituidas por la unión y repetición de moléculas más simples y pequeñas llamadas monómeros. Se trata de grandes cadenas moleculares, que adquieren nuevas y específicas propiedades.

Las macromoléculas están constituidas por varias moléculas similares o diferentes. Por ejemplo, los polisacáridos son grupos de monosacáridos unidos en largas cadenas. Algunos almacenan el azúcar y otros son importantes constituyentes de las plantas, como la celulosa.

Por su parte, los lípidos son moléculas orgánicas hidrófobas que, como los carbohidratos, desempeñan un rol importante en la constitución de la estructura y en el almacenamiento de energía. Las grasas son los principales lípidos almacenados de energía y los fosfolípidos son los principales componentes estructurales de las membranas celulares. Los lípidos son los únicos que generalmente no forman polímeros (sustancia compuesta por macromoléculas), aunque algunos lípidos pueden considerarse macromoléculas.

Los ácidos nucleicos son macromoléculas formadas por polímeros lineales de nucleótidos, enlazados entre sí por el grupo fosfato. Los nucleótidos -moléculas complejas formadas por un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos y una base nitrogenada- son los bloques estructurales de los ácidos desoxirribonucleico (ADN) y ribonucleico (ARN), que transmiten y traducen información genética.

Enlaces moleculares.

Las moléculas forman un sistema químicamente estable y eléctricamente neutro. Están en constante movimiento. Este fenómeno se denomina vibraciones moleculares, las cuales pueden ser de tensión o de flexión.

Los átomos que forman las moléculas se mantienen unidos porque comparten e intercambian electrones, a partir de enlaces químicos. Estos enlaces pueden ser débiles o fuertes, lo cual dependerá de la energía que se necesite para romperlos.

• Enlaces débiles: Son importantes tanto en la interacción de los elementos para formar moléculas , como en la interacción de moléculas entre sí. A pesar de ser débiles individualmente, en conjunto tienen fuerza suficiente para participar en uniones entre moléculas. Dentro de los enlaces débiles encontramos:
  
  – Interacciones hidrofóbicas: Interacciones generadas por fuerzas de repulsión entre las moléculas.
  – Enlaces puentes de hidrógeno: Interacciones entre átomos electropositivos y electronegativos, por atracción de cargas opuestas. Se dan entre dos moléculas o entre dos partes de la misma molécula.
  – Enlaces iónicos: Se da entre átomos eléctricamente cargados llamados iones. Supone la atracción electrostática entre iones con carga eléctrica opuesta.
  – Fuerzas de van der Waals: Enlaces entre átomos ubicados a corta distancia, causados por sus cargas eléctricas fluctuantes (si los átomos se acercan demasiado entre sí, las fuerzas de atracción pasan a ser de repulsión).

• Enlaces fuertes: Son los responsables de la mayoría de las uniones entre átomos que forman moléculas. Estos son los enlaces covalentes, los cuales implican el intercambio de pares de electrones entre átomos, con un equilibrio estable de fuerzas que atractivas y repulsivas entre ellos al momento de compartir los electores. Por ejemplo, en la molécula de agua, existe un enlace covalente entre dos átomos de hidrógeno, los cuales comparten dos electrones.

Para definir una molécula es preciso observar el tipo de enlace de los átomos que las conforman y su organización espacial.

Las moléculas y los elementos.

Básicamente, todos los seres vivos somos un conjunto de elementos. Los elementos químicos son formas esenciales de la materia que tienen masa y ocupan un espacio. Están formados por átomos, los cuales son las unidades más pequeñas de la materia que aún conservan las propiedades de determinado elemento (son partículas más pequeñas que las moléculas). Esto es, podemos romper en pedacitos ínfimos un trozo de aluminio, por ejemplo, y la porción más pequeña -aunque sea polvo o hasta un único átomo- seguirá siendo aluminio.

Existen noventa y dos elementos naturales que están enumerados en la tabla periódica de elementos. No todos ellos constituyen a los seres vivos. Se considera que los seis elementos químicos que principalmente constituyen a las biomoléculas (glúcidos, lípidos, aminoácidos, proteínas, ácidos nucleicos y vitaminas) que más abundan en los organismos son:

• Carbono (C)
• Hidrógeno (H)
• Oxígeno (O)
• Nitrógeno (N)
• Fóforo (P)
• Azufre (S)

Ejemplos de moléculas.

La fórmula molecular describe la estructura de las moléculas, detallando los símbolos de los elementos presentes en las mismas y la proporción o número de átomos que las componen. Por ejemplo, la molécula de oxígeno está formada por dos átomos iguales, mientras que otras moléculas, como las de dióxido de carbono, agua o amoníaco, combinan elementos distintos:

• O2: oxígeno, combinación de dos átomos de oxígeno.
• CO2: dióxido de carbono, combinación de un átomo de carbono con dos átomos de oxígeno.
• H2O: agua, combinación de dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.
• NH3: amoníaco, combinación de un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno.

Este tipo de fórmula es útil en el caso de moléculas simples, como las que mencionamos, pero en el caso de moléculas más complejas, es preciso recurrir a otras fórmulas más detalladas. Entre ellas encontramos la fórmula desarrollada, la estructural, la general, la fórmula de Lewis o los diagramas. Estas fórmulas incluyen, además de los elementos y número de átomos, los enlaces, la ubicación de los átomos, la geometría espacial y detalles más complejos que hacen más precisa la representación gráfica de las moléculas