Interazioni idrofobiche e assemblaggio di macromolecole

Queste funzioni possono essere interpretate come la probabilità di trovare ad una distanza R dal
centro di un atomo, un altro atomo (il secondo riportato in pedice).
Per la definizione di funzione di correlazione rimando all’appendice.
Guardando i massimi delle tre funzioni di correlazione si deduce che le distanze su cui
interagiscono gli atomi di molecole d’acqua distinte siano tra
gli 0,3 e gli 0,5 nm all’incirca.
Dopo il secondo picco la g(R) tenderà a 1, avendo l’atomo sicuramente qualche altro atomo nel suo
intorno sferico di raggio R >> 0,
5nm
.
Per l’interpretazione dei due picchi di massimo, possiamo pensare che solo fino alle prime shell si
può considerare ancora ordinata la struttura del liquido intorno alla molecola presa come origine;
allontanandosi dal centro di quest’ultima le forze esercitate
dalle molecole esterne saranno sempre
più schermate da quelle appartenenti alle prime shell e quindi
si andrà verso una densità di particelle
che tende a quella di un liquido ideale, ovvero costante.
Trovate quindi le distanze su cui si esercitano le interazioni tra molecole d’acqua vicine,
possiamo dedurne che, cavità con raggi inferiori agli 0,5 nm, non costringono le molecole d’acqua
di idratazione ad allontanarsi troppo l’una dall’altra, ma procurano solo
una distorsione della rete di
legami idrogeno.
Questo comporterà soprattutto un cambiamento d’entropia del sistema, come vedremo nella
trattazione termodinamica, dal momento che aumenta il grado di disordine della rete di legami
idrogeno.
Nel caso della solvatazione di un grande soluto è necessario creare nel liquido una cavità con una
superficie con bassa curvatura che, come già detto, si estenda su un’area di raggio maggiore di 1
nm: ciò comporta la necessità di spezzare sicuramente parte dei legami idrogeno nelle vicinanze
della cavità.
Per minimizzare tali perdite l’acqua si allontana dalla superficie della cavità, ovvero dal soluto.
Questo allontanamento genera un’interfaccia tra la cavità ed il solvente dalle caratteristiche
simili a
quelle riscontrate per un’interfaccia tra liquido e vapore.
Ricordiamo che, quando due fasi come quella liquida e di vapore sono in equilibrio, la pressione
parziale di quest’ultimo raggiunge il valore della cosiddetta tensione di vapore γ per quella data
temperatura.
Questo parametro ci sarà utile per determinare l’energia libera di dissoluzione.
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