Post on 27-Jan-2016
Prof. Yaritzabel Román González, M.S.
La base química de la vida
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Átomos y Moléculas
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Objetivos
Conceptualizar lo que es un elemento.
Definir átomo y sus componentes. Saber los elementos más comunes
en los organismos.
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Composición química de un organismo
Los 4 elementos que componen el 96% de la masa de un organismo son: Carbono Hidrógeno Oxígeno Nitrógeno
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¿Qué es un elemento?
Un elemento es una sustancia que no se puede separar en partes más simples mediante una reacción química ordinaria.
Oro Helio
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Los elementos: Símbolo químico
Todo elemento tiene un símbolo químico. El símbolo químico está formado por la
primera letra o la primera y segunda letra del nombre en inglés o en latín. N – Nitrógeno O – Oxígeno Cl – Cloro Ca – Calcio H – Hidrógeno Na – Sodio K - Potasio
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¿Qué es un átomo?
Partícula fundamental de un elemento.
Partícula más pequeña de un elemento que retiene sus propiedades.
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Partículas subatómicas
Los átomos están compuestos de: Protones – carga + Electrones – carga - Neutrones – neutral
Átomo eléctricamente neutral # protones = # electrones
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Estructura del átomo
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Partículas subatómicas
Partícula Carga eléctrica
Protón +
Electrón -
Neutrón 0
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Tabla Periódica
Presenta los elementos en orden de número atómico. Número atómico
# de protones en el núcleo atómico Único para cada elemento Indicado como un sub índice a la izquierda
del símbolo del elemento
8O, 6C
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Masa atómica Determinada por la suma de el #
protones y el # neutrones. Ej. Oxígeno tiene 8 protones y 8 neutrones
por lo que su masa atómica es 16. Se representa por un super índice en la
parte izquierda del símbolo. 16O, 12C
La masa atómica se expresa en Dalton o unidades de masa atómica (uma).
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Isótopos
Átomos del mismo elemento con diferente número de neutrones.
Conservan el mismo número de protones y electrones.
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Isótopos
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Isótopos de Hidrógeno
1H (hidrógeno común) – contiene cero neutrones
2H (deuterio) – contiene un neutrón 3H (tritio) – contiene 2 neutrones
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Orbitales
Regiones de espacio por donde se mueven los electrones.
Cada orbital contiene un número máximo de 2 electrones.
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Los electrones en la capa más distante del núcleo tienen mayor energía.
Electrones de valencia
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Grupo IA: Metales Alcalinos Tienen un sólo electrón en su nivel
energético más externo. Tienen tendencia a perder el
electrón. Ej. Litio, sodio…
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Grupo IIA: Metales alcalinotérreos
Tienen dos electrones en su nivel energético más externo.
Ej. Calcio, Magnesio
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Grupo IIIA: Térreos
Tienen tres electrones en su nivel energético más externo.
Ej. Aluminio
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Grupo IVA: Carbonoides No forman compuestos iónicos. No reaccionan con agua. Ej. Carbono
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Grupo VA: Nitrogenoides Este grupo se distingue por ser
sumamente reactivo a altas temperaturas.
Ej. Nitrógeno
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Grupo VIA: Anfígenos
Tienen 6 electrones de valencia. Ej. Oxígeno, Azufre
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Grupo VIIA: Halógenos
Todos son no metales. Nunca se encuentran sin combinar. Ej. Cloro, Bromo, Fluor
Lámpara de halógeno (iodine
lamp)
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Grupo VIIIA: Gases nobles
Tienen sus orbitales llenos. Son gases monoatómicos, inodoros
e incoloros. Ej. Helio
He
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Elementos de transición
Metales pesados y sólidos. Son dúctiles y maleables. Son buenos conductores de calor y
electricidad.
Fe
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Reacciones químicas
Un átomo puede donar, aceptar y compatir electrones.
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Ecuación química
Describe cómo ocurre una reacción química. Reactivos – sustancias que participan
en una reacción Productos – sustancias que se producen
en una reacción
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + Energía
Reactivos Productos
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Moléculas y Compuestos
Una molécula es la unidad formada por la combinación de dos o más átomos unidos químicamente. Ej. O2
Un compuesto químico se forma cuando dos o más elementos diferentes se combinan. Ej. CO2, H2O
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Fórmula Química
Describe la composición química de un compuesto. Indican los átomos presentes. Los sub índices numéricos indican el #
de átomos presentes.
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Tipos de fórmulas químicas
Fórmula molecular Muestra el tipo y el # de átomos.
Fórmula estructural Muestra el tipo, # y arreglo de los
átomos.
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Enlaces químicos
Fuerzas de atracción que mantienen los átomos de un compuesto unidos.
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Enlaces covalentes
Enlace fuerte Se forma por átomos que
comparten electrones. Simple – 1 par de electrones se
comparte Doble – 2 pares de electrones se
comparten Triple – 3 pares de electrones se
comparten
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Enlaces covalentes en átomos comunes
Átomos Símbolos Enlaces covalentes
Hidrógeno H 1
Oxígeno O 2
Carbono C 4
Nitrógeno N 3
Fósforo P 5
Azufre S 2
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Electronegatividad
Medida de atracción de un átomo por los electrones en un enlace químico.
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Tipos de enlace covalente
Enlace covalente no polar Átomos de electronegatividad similar
comparten electrones de manera similar.
Enlace covalente polar Se forma molécula con un extremo de
carga parcial positiva y otro extremo con carga parcial negativa.
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Enlaces iónicos
Ion Átomo que gana o pierde electrones
Catión – ion positivo Anión – ion negativo
Formado por atracciones de cargas positivas y negativas
Forman compuestos iónicos Na+ + Cl- NaCl
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Iones
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Enlaces de Hidrógeno
Enlaces débiles Se forman y se rompen fácilmente.
Envueltos en la estructura tridimensional del DNA y proteínas.
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Ácidos y Bases
Un ácido es un donante de protones. Concentración mayor de H+
HCl H+ + Cl-
Una base es un aceptador de protones. Concentración mayor de OH-
NaOH Na+ + OH-
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pH
Medida de la acidez de una solución.
pH 0 pH 7 pH 14.0
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pH
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Amortiguador
Sustancia que reduce al mínimo los cambios en el pH.
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Sales Compuesto en que el ion de hidrógeno
de un ácido es reemplazado por un catión.
HCl + NaOH H2O + NaCl
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Agua Constituye gran parte de la masa
total de un organismo. Fuente de oxígeno. Excelente disolvente.
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Sustancia Hidrofílica
Interaccionan fácilmente con agua.
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Sustancias hidrofóbicas
No interaccionan con agua.
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Conceptos importantes
Definir elemento y átomo Saber los 4 elementos que componen la
masa de un organismo Distinguir entre enlace iónico y enlace
covalente Saber las características de los enlaces Definir y entender la escala del pH Definir un ácido y una base Definir protón, electrón y neutrón Saber los símbolos químicos de los
elementos más comunes