La importancia de la estructura tridimensional de las moléculas

Publicado el 28 de Agosto de 2018 | Biología y Geología

Aunque los átomos que forman las moléculas son una parte decisiva en sus propiedades, la composición química no es el único factor que controla sus cualidades: también es importante la distribución de los átomos en el espacio. De hecho, puede darse el caso de que dos moléculas tengan propiedades completamente distintas aunque estén formadas por los mismos átomos y enlaces. Esto se debe, en parte, a que las moléculas en muchos casos tienen que “encajar” unas con otras y en estas situaciones la forma de la molécula (su estructura tridimensional), es decisiva.

Se definen como “estereoisómeros” a aquellas moléculas que tienen los mismos átomos y enlaces químicos pero los átomos no tienen la misma posición espacial. Por ejemplo, si una molécula tuviera la forma de una persona, tendríamos distintos estereoisómeros según si es una persona que tiene el brazo izquierdo levantado y el derecho bajado, o ambos levantados. De hecho, esto sería un ejemplo de isómeros geométricos (también llamados isómeros cis-trans). En ellos los grupos a ambos lados de un doble enlace están o en el mismo lado (cis) o en lados opuestos (trans). Siguiendo el ejemplo, la molécula con forma de persona que tuviera un brazo levantado y otro bajado sería un isómero trans mientras que si tuviera ambos brazos levantados (o bajados) sería el isómero cis.

Pero hay otras posibles isomerías configuracionales como la que se puede dar cuando los cuatro átomos unidos a un átomo de carbono se pueden colocar a su alrededor de más de una forma. Aquí el carbono sería un centro quiral y en algunos casos esto puede dar lugar a dos moléculas que son la imagen especular no superponible la una de la otra (como ocurre con nuestras manos, y de hecho quiral viene del griego “chiros”, que significa mano). Sí dos moléculas son formas especulares no superponibles la una de la otra entonces son enatiómeros, mientras que si no se da esta situación se denominan diastereómeros.

Y por último, algo curioso sobre los enantiómeros es que al ser expuestos a la luz polarizada interactúan con ella rotando su plano de luz en direcciones opuestas: si la luz polarizada rota hacia la izquierda la molécula es levógira y si rota hacia la derecha es dextrógira. El descubridor de este hecho fue Louis Pasteur en 1843. Pero claro, este efecto solo es visible si en una solución ambos enantiómeros se encuentran presentes en concentraciones distintas, ya que si están en igual concentración como ambos enantiómeros hacen girar la luz polarizada del mismo modo pero en sentidos opuestos entonces el efecto se anula. A esta mezcla de dos enantiómeros en la misma concentración se le denomina mezcla racémica.

Por Pablo Barrecheguren