Enlaces Químicos

Enlaces Covalentes

Enlace iónico Átomo de Sodio (Na) Átomo de Cloro (Cl) Ión Sodio (Na+) Ión Cloruro (Cl–)

Enlaces de Hidrógeno Los enlaces de hidrógeno (o puentes de hidrógeno) se forman cuando un átomo de hidrógeno queda entre 2 átomos que atraen electrones (generalmente oxígeno o nitrógeno). Son más fuertes cuando los 3 átomos están alineados

El Agua: Un DIPOLO Cada enlace O-H del agua es dipolar, un extremo del enlace es ligeramente positivo (d+) y el otro ligeramente negativo (d-). región electropositiva región electronegativa Aunque la carga neta de la molécula de agua es 0, la distribución de los electrones es asimétrica, por lo que el agua es una molécula polar.

Molécula de Agua Formada por 2 hidrógenos unidos a 1 átomo de oxígeno Forma puentes de H con otras moléculas polares Oxígeno muy electronegativo 2 cargas ( + ) y 2 cargas ( - ) Eléctricamente Neutra Molécula Polar

Enlaces de Hidrógeno en el Agua Debido a que están polarizadas, dos moléculas adyacentes de H2O pueden formar un enlace o puente de hidrógeno. Estos enlaces son más fuertes cuando los tres átomos se encuentran en línea recta. Longitud de los enlaces Enlace de hidrógeno Enlace de hidrógeno Enlace covalente

Propiedades del Agua Forma puentes de H+ entre sus moléculas Elevado punto de ebullición Elevado calor específico Solvente universal Cohesión y tensión superficial

Funciones del Agua para los seres vivos Soporte donde ocurren las reacciones metabólicas Amortiguador térmico Transporte de sustancias Lubricante, amortiguadora del roce entre órganos Favorece la circulación y turgencia Permite la flexibilidad y elasticidad de los tejidos Reactivo en reacciones del metabolismo Aporte de hidrogeniones o hidroxilos al medio.

Estructura Cristalina del Agua

Agua líquida Agua sólida (hielo) La estructura cristalina del hielo es mucho más ordenada y deja espacios más grandes entre las moléculas de agua. El hielo es menos denso que el agua líquida y le permite flotar

Moléculas Hidrofílicas Iones o moléculas polares que se disuelven fácilmente en agua Su carga eléctrica atrae las moléculas de agua, las que forman Capas de Solvatación a su alrededor. Sustancias Polares: Urea Sus moléculas forman enlaces de hidrógeno con las moléculas de agua que la rodean

Moléculas Hidrofílicas Iones o moléculas polares que se disuelven fácilmente en agua Su carga eléctrica atrae las moléculas de agua, las que forman Capas de Solvatación a su alrededor. Na+ Cl- d+ d- Sustancias Iónicas: Cloruro de Sodio (NaCl) Se disuelven porque las moléculas de agua son atraidas por las cargas positiva (Na+) y negativa (Cl-) de los iones

Enlaces de Hidrógeno en el Agua

Enlace Iónico en Solución Acuosa

Enlace Iónico en Solución Acuosa

El Agua como Solvente: disolución de un compuesto iónico Los hidrógenos de la molécula de agua son parcialmente positivos y atraen los iones con carga negativa El oxígeno de la molécula de agua es parcialmente negativo y atrae los iones con carga positiva

El Agua como Solvente Muchas sustancias, como el azúcar, se disuelven en agua y cada una de sus moléculas son rodeadas por agua. De esta manera se forma una solución, donde la sustancia disuelta es el soluto y el líquido que produce la disolución (en este caso, el agua) es el solvente. El agua es excelente solvente por sus propiedades polares. disolución del azúcar Molécula de agua Cristal de azúcar molécula de azúcar

Moléculas Hidrofóbicas Interrumpen la red de enlaces de hidrógeno del agua ya que no forman interacciones favorables con ella. Son insolubles en agua. Sustancias Hidrofóbicas: Hidrocarburos Contienen muchos enlaces C-H, que son hidrofóbicos

Fuerzas Hidrofóbicas El agua fuerza los grupos hidrofóbicos a interaccionar entre sí para minimizar la interrupción de la red de enlaces de hidrógeno del agua

Ionización del Agua Los iones hidrógeno (H+) se pueden mover espontáneamente de una molécula de agua a otra, creando dos especies iónicas. ión hidronio (el agua actuando como base débil) ión hidroxilo (el agua actuando como ácido débil) También expresado como: ión hidrógeno ión hidroxilo para el agua pura: [H+] = [OH-] = 10-7 M

El átomo de Carbono

Esqueletos carbonados

Dobles enlaces alternos

Compuestos C-O El -OH recibe el nombre de grupo hidroxilo alcohol aldehído cetona ácido carboxílico El -OH recibe el nombre de grupo hidroxilo El C=O recibe el nombre de grupo carbonilo El -COOH recibe el nombre de grupo carboxilo. En el agua se encuentra ionizado –COO-. ésteres: formados por la combinación de un ácido y un alcohol. ácido éster

Compuestos C-N Las aminas en el agua se combinan con un H+ y adquieren una carga positiva Las amidas se forman al combinar un ácido y una amina. Las amidas no tienen carga en el agua. Un ejemplo es el enlace peptídico que une a los aminoácidos en las proteínas. ácido amina amida El nitrógeno también forma parte de diversos compuestos cíclicos, incluyendo importantes constituyentes de ácidos nucleicos: las purinas y las pirimidinas citosina (una pirimidina)

también se representa como Fosfatos Los fosfatos inorgánicos (Pi) son iones estables formados a partir del ácido fosfórico, H3PO4. Los ésteres de fosfato se pueden formar entre un fosfato y un grupo hidroxilo libre. Los grupos fosfato se encuentran unidos de esta manera a las proteínas. La combinación de un fosfato y un grupo carboxilo o dos o más grupos fosfato, da lugar a un ácido anhídrido en algunos metabolitos se encuentran enlaces acil fosfato de alta energía (ácido carboxílico-fosfórico anhidro también se representa como el fosfoanhídrido, un enlace de alta energía, se encuentra en moléculas como el ATP también se representa como

Enlaces Inter e Intermoleculares

Fuerzas de Van der Waals A distancias muy cortas, 2 átomos muestran una fuerza de interacción débil debida a sus cargas eléctricas fluctuantes

Fuerzas de Van der Waals

Biomoléculas Hidratos de carbono Formados por H, C y O; monosacáridos (glucosa), polisacáridos (glucógeno ó almidón en plantas). Lípidos Formados por C,H y O. Diversas formas y funciones: protección, membranas (fosfolípidos), aislamiento térmico (grasas), Proteínas Formadas por 20 tipos distintos de aminoácidos (esenciales y no esenciales). Diversas funciones: transporte, receptores, estructural (algunas proteínas de membrana), catalizando procesos (enzimas). Ácidos nucléicos Formado por nucleótidos (adenina, guanina, citosina, timina). Se empaqueta en cromosomas. Información genética!!!. Ubicación celular: núcleo.

Distribución porcentual de macromoléculas en la célula procarionte

Unidades de construcción de la célula: SUBUNIDADES o MONÓMEROS Grandes entidades celulares: MACROMOLÉCULAS AZÚCARES POLISACÁRIDOS ÁCIDOS GRASOS GRASAS/LÍPIDOS/MEM AMINOÁCIDOS PROTEÍNAS NUCLEÓTIDOS ÁCIDOS NUCLEICOS Las 4 familias principales de pequeñas moléculas orgánicas de la célula. Forman las unidades monoméricas o subunidades, a partir de las cuales se construyen la mayoría de las macromoléculas y otros compuestos de la célula

Subunidad Macromolécula Las 3 familias de macromoléculas formadas por polímeros de subunidades, unidas entre sí por enlaces covalentes

hidrólisis condensación En la condensación se pierde una molécula de agua con la adición de cada monómero a uno de los extremos de la cadena en crecimiento. En la hidrólisis se produce la rotura de los enlaces por la adición de una molécula de agua.

Los Hidratos de Carbono. Los hidratos de carbono o glúcidos son biomoléculas formadas básicamente por: carbono (C),hidrógeno (H) y oxígeno (O). Los átomos de carbono están unidos a grupos alcohólicos (-OH), llamados también radicales hidroxilo y a radicales hidrógeno (-H). En todos los glúcidos siempre hay un grupo carbonilo, es decir, un carbono unido a un oxígeno mediante un doble enlace (C=O). El grupo carbonilo puede ser un grupo aldehído(-CHO), o un grupo cetónico (-CO-). Así pues, los glúcidos pueden definirse como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas.

MONOSACÁRIDOS SIMPLES Ceto Aldehido Aldosas Cetosas

MONOSACÁRIDOS Fórmula general (CH2O)n n = 3, 4, 5, 6, 7 u 8; Tienen dos o más grupos –OH 3 Carbonos 5 Carbonos 6 Carbonos TRIOSAS PENTOSAS HEXOSAS ALDOSAS CETOSAS

Formación de Anillos

Derivados de Azúcares

Uniones Alfa y Beta

DISACÁRIDOS Reacción de formación de la maltosa El carbono que tiene el grupo aldehido o cetona puede reaccionar con cualquier grupo hidroxilo de otra molécula de azúcar, formando un disacárido. Tres disacáridos muy habituales son: Maltosa (glucosa + glucosa) Lactosa (galactosa + glucosa Sacarosa (glucosa + fructosa) 6 6 5 5 4 1 4 1 3 2 3 2 a-glucosa a-glucosa Hidrólisis Condensación Reacción de formación de la maltosa Enlace a-1,4 Maltosa

Reacción de formación de la sacarosa 6 5 1 4 1 2 5 2 3 4 3 6 Enlace a-1,2

Reacción de formación de la Lactosa Enlace b-1,4

Oligosacáridos complejos

Glucolípidos y Glucoproteínas Son glúcido asociados a lípidos y glúcidos asociados a proteínas . Se encuentran formando parte de las bicapas lipídicas de las membranas de todas las células constituyendo el glicocalix,

Oligosacáridos y Polisacáridos enlace a-1,4 punto de ramificación Glicógeno enlace a-1,6

fibra de celulosa Celulosa macrofibrilla microfibrilla enlace b-1,4

Estructura de la celulosa

Estructura molecular del almidón Amilosa C1-4 Amilopectina C1- 6  

Granos de almidón Amiloplastos