Estructura Atomica, Moleculas y AguaProf. Nerybelle Perez-Rosas

Niveles de Organizacion de lo sencillo a lo complejo

Definiciones: Atomo:

Particula ms pequea en la que puede

dividirse la materia y conserva sus

propiedades

Pueden unirse elctricamente unos a

otros para formar molculas.

unidades estructurales bsicas de la

materia

compuesto de partculas subatmicas

(protones, neutrones y electrones)

protones = carga elctrica positiva ;

forman el ncleo

electrones = carga elctrica

negativa ; localizados en los

orbitales;

neutrones = no tienen carga

elctrica; forman el ncleo

masa muy pequea

ncleo atmico: compuesto de protones y

neutrones (masa +/- similar)

nmero atmico: caracterstico de cada

elemento; es el nmero de protones presentes

en cada tomo

Definiciones:

Elemento:

sustancia pura formada por un solo

tipo de tomos

no puede descomponerse ni

convertirse en otra sustancia

mediante mtodos qumicos

ordinarios

existen 92 elementos naturales

Materia:

todo lo que tiene peso y ocupa

espacio

formada por tomos

Molcula: = formada por 2 ms

tomos que interactan entre ellos

Compuesto: sustancias cuyas

molculas contienen 2 ms tomos

(pueden ser del mismo elemento u otros

elementos)

Orgnicos

inorgnicos

Masa o Peso atmico:

es la suma de los protones y

neutrones presentes en el tomo.

masa del electron no se incluye por

ser muy pequea.

Tabla Peridica: Familias y Periodos

Regla del Octeto

tomos inertes = no reaccionan con otros tomos; su orbital ms

externo est lleno segn capacidad

tomo reactivo = reacciona con otros tomos cedindo, aceptando

compartiendo electrones de su ultimo orbital para formar molculas.

La forma mas simple de visualisar un atomo es:

imaginando un sistema planetario, donde los electrones orbitan alrededor de un

nucleo (sol) compuesto por protones y neutrones.

Estructura Atomica:

tomo neutral :

in:

catin (+)

anion (-)

Isotopos:

Isotopos son atomos del mismo elemento con diferentes masa atomica (diferente

numero de neutrones).

Muchos de los isotopos son inestables, siendo entonces radioactivos.

Los radioisotopos son importantes para la salud, medicina y para la investigacion.

Los 3 isotopos de hidrogeno Protio, Deuterio, Tritio.

Algunos atomos son sociables y otros antisociales

Sociales = Reactivos antisociales = no reactivos

Atomos desean alcanzar su

estabilidad (completar su ultima

orbita).

Regla del Octeto.

Atomos sin cumplir la Regla

del Octeto buscaran reaccionar

con otros atomos para lograrlo.

El cumplir la Regla del Octeto

controlara que atomo reacciona

con cual y en que combinacion.

Completado de Niveles Energeticos:

Regla del Octeto

Regla de Octeto: Importantisima Todo atomo tendera a ganar o perder

electrones hasta alcanzar tener 8 electrones en su

ultima orbita (nivel energetico).

Excepto: 1ra orbita (solo necesita 2 e-).

Niveles energticos: Orbitas de electrones corresponden a diferentes niveles de energa

(determinan las propiedades qumicas de los tomos; mientras ms

cercano al ncleo, ms energa tiene)

1ra orbita hasta 2 electrones

2da orbita hasta 8 electrones

3ra orbita hasta 18 electrones (ojo)

(los electrones de un tomo interactuarn con los electrones del otro

tomo; electrones en constante movimiento)

2n2 donde n = nivel de energa : sirve para calcular el nmero mximo de

electrones por nivel energtico

Reacciones qumicas:

creacin y ruptura de enlaces qumicos para formar nuevas sustancias

Enlaces qumicos: forman molculas; resultan de los tomos ganar, perder compartir electrones.

Casi todas las biomolculas tienen enlaces covalentes.

3 tipos de enlaces:

Inico enlace en el que ocurre transferencia total de electrones entre los tomos

Iones oxidacin pierde electrones

reduccin gana electrones

covalente enlace en el que los tomos comparten electrones

Sencillo comparten 1 pareja de e-

Doble comparten 2 parejas de e-

Triple comparten 3 parejas de e-

polaridad

no polar = sus extremos son neutros

polar = tiene un polo (extremo) con carga (+) y otro polo con carga (-)

enlaces puentes de hidrgeno = atracciones elctricas ms dbiles entre dentro de

molculas que tienen enlaces covalentes polares

Enlace Ionico:

Sodio dona un electron a cloro.

El electron se transfiere totalmente al atomo de cloro.

Cloro completa su Regla del Octeto en su ultimo nivel energetico y Sodio tambien.

La transferencia total de electrones resulta en la formacion de iones.

Ion es un atomo o molecula con carga electrica neta positiva o negativa.

Formacion de Iones:

Enlace Ionico:

Cargas electricas opuestas se atraen.

Dos iones con cargas electricas opuestas se atraen.

Las sales estan formadas por enlaces ionicos.

Los enlaces ionicos son

comunes y de gran

importancia para la biologia.

Enlace Covalente:

Atomos comparten electrones para completar su Regla del Octeto.

H2

Una molecula esta formada por 2 o mas atomos unidos por enlaces covalentes.

Atomos que comparten un par de electrones formando un enlace covalente sencillo:

H-H (para H2)

o

H-O-H (para H2O)

o

(para CH4)

Las reacciones quimicas seran alteradas por:

C6H12O6 + 6H2O 6H2O + 6CO2

Reactantes Productos

Temperatura

Concentracion de reactantes y productos Soluto

Solvente

Cataliticos

Enlaces Covalentes No Polares:

Algunos atomos tienen cierta afinidad igual por los electrones, segun su tamano.

Enlaces covalentes de H2 y de CH4 son no polares al igual que esas moleculas.

Al ocurrir eso, los electrones pasan igual cantidad de tiempo alrededor de cada

atomo enlace covalente no polar.

Enlaces covalentes:

Por su tamano, algunos atomos tienen afinidad desigual hacia los electrones.

Por lo tanto el enlace covalente sera polar, y probablemente la molecula sera polar.

Si eso ocurre, los electrones pasan mayor cantidad de tiempo alrededor de unos

atomos mayores y el enlace sera covalente polar.

El oxigeno hala los electrones con mayor fuerza que el H.

Enlaces covalentes: Polar y No-Polar:

Enlaces Covelentes Polares y No-Polares:

La caracteristica de polaridad de los enlaces determina que molecula disuelve a que soluto.

Ejemplo: agua disuelve a azucar pero no disuelve aceite.

La regla general es que igual disuelve a igual.

Esto es: polar disuelve a polar y no polar disuelve no polar.

Agua y aceite.

En base a su solubilidad en el agua, las moleculas pueden ser:

1. hidrofilicas (amantes del agua)

2. hidrofobicas (detestan el agua)

Fig. pag. 24

Enlace Covalente sencillo:

Enlace covalente doble:

Enlace covalente triple:

Enlaces de Hidrogeno:

Oxigeno (O) y Nitrogeno (N) son mas hambrientos por los electrones que lo que es

Hidrogeno (H).

Resultado: Enlaces de Hidrogeno

Los enlaces de Hidrogeno confieren al

agua unas caracteristicas unicas y

particulares.

Los enlaces entre nitrogeno o oxigeno e hidrogeno son altamente polares.

Esto permite que se formen enlaces entre los lados parcialmente positivos de la molecula y

los lados parcialmente negativos de las otras moleculas vecinas.

Fortaleza relativa de los enlaces:

Covalente Ionico Hidrogeno

> >

Grupos funcionales = grupos de tomos que viajan juntos

y poseen determinadas caractersticas y reactividad qumica.

H+ -COOH

-OH -SH

-CO- PO4

-CH3

NH2

Nomenclatura util:

AGUA: H2O

Importancia del agua para la vida: sin agua no hay

vida; la vida se origina en el agua; partes de la

Tierra es agua; 2/3 partes del peso humano es agua.

Los organismos se componen entre 60 a 90% de agua

La vida depende ntimamente del agua y sus propiedades.

Retiene gran cantidad de calor.

Presenta una alta tension de superficie.

Su densidad es menor es su estado solido que en su estado

liquido.

Propiedades del Agua:

Solvente nico puede disolver una amplia gama de

sustancias, ej. Protenas, sales, azcares, etc.

Polaridad:

Hidroflico

Hidrofbico = molculas q no son polares, no se disuelvenen agua

Interaccin hidrofbica = tendencia que tienen lasmolculas de aceite a agruparse.

El agua es un solvente extraordinario.

NaCl en H2O.

Ionizacin y pH:

los enlaces covalentes del agua se rompen y un proton de

H+ se disocia de la molcula.

Determinamos la cantidad de p+ presentes en la solucin.

Se prepara la escala del llamado pH (1 - 14).

El agua tiene pH = 7 o sea, .0000001=10-7 protones de H+

en solucin

pH=7 son neutral

Las soluciones tienden a disociarse y a formar muchos H+

Soluciones con pH

pH