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Prof. Yaritzabel Román González, M.S.

La base química de la vida


Átomos y Moléculas


Objetivos

Conceptualizar lo que es un elemento.

Definir átomo y sus componentes. Saber los elementos más comunes

en los organismos.


Composición química de un organismo

Los 4 elementos que componen el 96% de la masa de un organismo son: Carbono Hidrógeno Oxígeno Nitrógeno


¿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


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


¿Qué es un átomo?

Partícula fundamental de un elemento.

Partícula más pequeña de un elemento que retiene sus propiedades.


Partículas subatómicas

Los átomos están compuestos de: Protones – carga + Electrones – carga - Neutrones – neutral

Átomo eléctricamente neutral # protones = # electrones


Estructura del átomo


Partículas subatómicas

Partícula Carga eléctrica

Protón +

Electrón -

Neutrón 0


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


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).


Isótopos

Átomos del mismo elemento con diferente número de neutrones.

Conservan el mismo número de protones y electrones.


Isótopos


Isótopos de Hidrógeno

1H (hidrógeno común) – contiene cero neutrones

2H (deuterio) – contiene un neutrón 3H (tritio) – contiene 2 neutrones


Orbitales

Regiones de espacio por donde se mueven los electrones.

Cada orbital contiene un número máximo de 2 electrones.


Los electrones en la capa más distante del núcleo tienen mayor energía.

Electrones de valencia


Grupo IA: Metales Alcalinos Tienen un sólo electrón en su nivel

energético más externo. Tienen tendencia a perder el

electrón. Ej. Litio, sodio…


Grupo IIA: Metales alcalinotérreos

Tienen dos electrones en su nivel energético más externo.

Ej. Calcio, Magnesio


Grupo IIIA: Térreos

Tienen tres electrones en su nivel energético más externo.

Ej. Aluminio


Grupo IVA: Carbonoides No forman compuestos iónicos. No reaccionan con agua. Ej. Carbono


Grupo VA: Nitrogenoides Este grupo se distingue por ser

sumamente reactivo a altas temperaturas.

Ej. Nitrógeno


Grupo VIA: Anfígenos

Tienen 6 electrones de valencia. Ej. Oxígeno, Azufre


Grupo VIIA: Halógenos

Todos son no metales. Nunca se encuentran sin combinar. Ej. Cloro, Bromo, Fluor

Lámpara de halógeno (iodine

lamp)


Grupo VIIIA: Gases nobles

Tienen sus orbitales llenos. Son gases monoatómicos, inodoros

e incoloros. Ej. Helio

He


Elementos de transición

Metales pesados y sólidos. Son dúctiles y maleables. Son buenos conductores de calor y

electricidad.

Fe


Reacciones químicas

Un átomo puede donar, aceptar y compatir electrones.


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


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


Fórmula Química

Describe la composición química de un compuesto. Indican los átomos presentes. Los sub índices numéricos indican el #

de átomos presentes.


Tipos de fórmulas químicas

Fórmula molecular Muestra el tipo y el # de átomos.

Fórmula estructural Muestra el tipo, # y arreglo de los

átomos.


Enlaces químicos

Fuerzas de atracción que mantienen los átomos de un compuesto unidos.


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


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


Electronegatividad

Medida de atracción de un átomo por los electrones en un enlace químico.


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.


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


Iones


Enlaces de Hidrógeno

Enlaces débiles Se forman y se rompen fácilmente.

Envueltos en la estructura tridimensional del DNA y proteínas.


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-


pH

Medida de la acidez de una solución.

pH 0 pH 7 pH 14.0


pH


Amortiguador

Sustancia que reduce al mínimo los cambios en el pH.


Sales Compuesto en que el ion de hidrógeno

de un ácido es reemplazado por un catión.

HCl + NaOH H2O + NaCl


Agua Constituye gran parte de la masa

total de un organismo. Fuente de oxígeno. Excelente disolvente.


Sustancia Hidrofílica

Interaccionan fácilmente con agua.


Sustancias hidrofóbicas

No interaccionan con agua.


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

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