Bio 111 Prof. F. Arturo Russell Unidad II: Átomos y Moléculas Los fundamentos químicos de la vida

Elementos químicos Sustancias puras que no pueden separarse en sustancias mas simples por métodos químicos ordinarios. Se conocen 118 elementos, la mayoría de los cuales existen en la naturaleza; los demás son sintéticos.

Atomos Los átomos son las unidades estructurales fundamentales de los elementos que conservan las propiedades de su elemento

La vida depende de la capacidad de los átomos de captar y liberar energía

Número másico o número de masa Representa la suma de protones y neutrones en un núcleo atómico Como el número de neutrones puede variar en átomos de un mismo elemento, el número másico también varía ligeramente En la tabla periódica aparece el número másico promedio de un elemento

Símbolos atómicos Muestran el símbolo del elemento, el número másico y el número atómico. Ej. El sodio Número másico 23 Na Número atómico 11

Más símbolos atómicos O P Zn p + 15 p + 30 p + 8 n16 n35 n 8 e - 15 e - 30 e - oxígenofósforozinc

Isótopos Los isótopos son átomos de un mismo elemento, con el mismo número atómico pero con diferentes números másicos (con diferentes cantidades de neutrones). Ej: Isótopos del carbono 12 C 14 C 6 6 carbono- 12 carbono- 14

Isótopos radiactivos o radioisótopos Algunos son radiactivos (= se desintegran espontáneamente, forman otros átomos. Son herramientas útiles para estudiar procesos biológicos: Tomografias PET* (estudios de cáncer, corazón, cerebro, etc.), secuenciacion de ADN, paleontología (estudio de fósiles, etc.). Ejs.: Carbono 14, Yodo-123 y 125, Cobalto- 60, etc. Tomografía de Emisión de Positrones estudia cambios metabólicos a nivel celular

Las reacciones químicas Una reacción química es la formación y disolución de enlaces químicos, por los cuales una sustancia se convierte en otra. Los enlaces químicos, las fuerzas de atracción que mantienen unidos a los átomos para formar moléculas, se producen en interacciones entre átomos contiguos que ganan, pierden o comparten electrones.

Los enlaces químicos Covalentes: cuando se comparten electrones entre átomos Iónicos: cuando un átomo gana y otro átomo pierde electrones Enlaces o puentes de hidrógeno: se forman entre un átomo de hidrógeno y otros átomos electronegativos (nitrógeno, oxígeno o flúor)

Enlaces químicos Enlace covalenteEnlace iónico

Enlaces covalentes Se forman al compartirse pares de electrones entre átomos Cada electrón compartido pasa parte del tiempo alrededor de un núcleo y el resto alrededor de otro. Son los enlaces más abundantes en los compuestos orgánicos (carbohidratos, lípidos, proteínas).

Enlace covalente no polar

Enlaces covalentes no polares

Enlace covalente polar Oxígeno: ligeramente negativo ligeramente positivo

Enlaces de hidrógeno

El agua: solvente universal Un solvente es una sustancia que disuelve otras sustancias (solutos llamadas solutos) Un solvente que contiene una o más sustancias disueltas se llama solución. El agua disuelve muchas moléculas que son importantes para la vida (proteínas, sales, carbohidratos, oxígeno y dióxido de carbono.

El agua es indispensable para la vida Reacciones de síntesis por deshidratación o condensación y de hidrólisis Alto calor especifico…cantidad de energía requerida para elevar la temperatura del agua. Gran contenido de agua en los organismos. Importancia.

La atracción entre los polos del agua y los iones de sodio y cloro de la sal hacen que esta se disuelva.

Enlace iónico

Reducción y oxidación (reacciones redox ) Transferencia de electrones de un agente reductor a un agente oxidante. Oxidación: un átomo, ion o molécula pierde uno o mas electrones Reducción: un átomo, ion o molécula pierde uno o mas electrones Importantes en procesos de transformación de energía en las células: fotosíntesis y respiración celular.

Tipos de enlaces comunes

Enlace iónico animación

Enlace iónico y covalente animación

Enlaces o puentes de hidrógeno Se forman entre un átomo de H y otros electronegativos Son importantes en el agua, en las proteínas, los ácidos nucleicos Son enlaces débiles

Los enlaces de hidrógeno son más estables en el hielo, lo que lo hace menos denso que el agua.

Agua Hielo

pH