enlaces químicos. enlaces covalentes enlace iónico Átomo de sodio (na) Átomo de cloro (cl) ión...

Enlaces Químicos

Enlaces Covalentes

Enlace iónico

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

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

Enlaces de Hidrógeno

región región electropositivaelectropositiva

región región electronegativaelectronegativa

El Agua: Un DIPOLOCada enlace O-H del agua es dipolar, un extremo del enlace es ligeramente positivo (+) y el otro ligeramente negativo (-).

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.

Formada por 2 hidrógenos unidos a 1 átomo de oxígeno

Oxígeno muy electronegativo

2 cargas ( + ) y 2 cargas ( - )

Molécula Polar

Eléctricamente Neutra

Molécula de Agua

Forma puentes de H con otras moléculas

polares

Enlace de hidrógeno

Enlace de hidrógeno

Enlace covalente

Longitud de los enlacesLongitud de los enlaces

Enlaces de Hidrógeno en el AguaDebido a que están polarizadas, dos moléculas adyacentes de HDebido a que están polarizadas, dos moléculas adyacentes de H22O puedenO puedenformar un formar un enlace o puente de hidrógenoenlace o puente de hidrógeno. Estos enlaces son más fuertes . Estos enlaces son más fuertes

cuando los tres átomos se encuentran en línea recta.cuando los tres átomos se encuentran en línea recta.

Propiedades del Agua

Forma puentes de HForma puentes de H++ entre sus moléculas entre sus moléculas

Solvente universalSolvente universal

Elevado punto de ebulliciónElevado punto de ebullición

Elevado calor específicoElevado calor específico

Cohesión y tensión superficialCohesión 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 aguaSu carga eléctrica atrae las moléculas de agua, las que forman

Capas de Solvatación a su alrededor.

Sustancias Polares: UreaSus moléculas forman enlaces de hidrógeno con

las moléculas de agua que la rodean

Moléculas Hidrofílicas

Iones o moléculas polares que se disuelven fácilmente en aguaSu carga eléctrica atrae las moléculas de agua, las que forman

Capas de Solvatación a su alrededor.

Na+ Cl-

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

Molécula de agua

Cristal de azúcar

disolucióndel azúcar

moléculade azúcar

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.

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: HidrocarburosContienen muchos enlaces C-H, que son

hidrofóbicos

Fuerzas Hidrofóbicas

El agua fuerza los grupos hidrofóbicos a interaccionar entre sí para El agua fuerza los grupos hidrofóbicos a interaccionar entre sí para minimizar la interrupción de la red de enlaces de hidrógeno del aguaminimizar 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 actuandocomo base débil)

ión hidroxilo(el agua actuandocomo ácido débil)

También expresado comoTambién expresado como::

ión hidrógeno ión hidroxilo

para el agua pura: [Hpara el agua pura: [H++] = [OH] = [OH--] = 10] = 10-7-7 M M

El átomo de Carbono

Esqueletos carbonados

Dobles enlaces alternos

Compuestos C-O

alcohol

aldehído

cetona

ácido carboxílico

El -OH recibe el nombre degrupo hidroxilo

El C=O recibe el nombre degrupo carbonilo

El -COOH recibe el nombre degrupo carboxilo. En el agua se encuentra ionizado –COO-.

ésteres: formados por la combinación de un ácido y un alcohol. formados por la combinación de un ácido y un alcohol.

ácido alcohol éster

Compuestos C-NLas 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 tienencarga en el agua. Un ejemplo es el enlace peptídico que une a los aminoácidosen las proteínas.

ácidoácido aminaamina amidaamida

El nitrógeno también forma parte de diversos compuestos cíclicos, incluyendoimportantes constituyentes de ácidos nucleicos: las purinas y las pirimidinas

citosina (una pirimidina)

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 también se representa comocomo

el fosfoanhídrido, un enlace de alta

energía, se encuentra en

moléculas como el ATP

también se también se representa representa comocomo

también se representa también se representa comocomo

Fosfatos

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),

ProteínasFormadas por 20 tipos distintos de aminoácidos (esenciales y no esenciales). Diversas funciones: transporte, receptores, estructural (algunas proteínas de membrana), catalizando procesos (enzimas).

Ácidos nucléicosFormado por nucleótidos (adenina, guanina, citosina, timina). Se empaqueta en cromosomas. Información genética!!!. Ubicación celular: núcleo.

Distribución porcentual de macromoléculas en la célula procarionte

AZÚCARESAZÚCARES

ÁCIDOS GRASOSÁCIDOS GRASOS

AMINOÁCIDOSAMINOÁCIDOS

NUCLEÓTIDOSNUCLEÓTIDOS

POLISACÁRIDOSPOLISACÁRIDOS

GRASAS/LÍPIDOS/MEMGRASAS/LÍPIDOS/MEM

PROTEÍNASPROTEÍNAS

ÁCIDOS NUCLEICOSÁCIDOS NUCLEICOS

Unidades de construcción de la

célula:SUBUNIDADES o

MONÓMEROS

Grandes entidades celulares:

MACROMOLÉCULAS

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

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

covalentes

Subunidad Macromolécula

condensacióncondensaciónhidrólisishidrólisis

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

Aldehido

Ceto

Aldosas Cetosas

MONOSACÁRIDOSFórmula general (CH2O)n n = 3, 4, 5, 6, 7 u 8; Tienen dos o más grupos –OH

3 Carbonos 5 Carbonos 6 Carbonos

ALDOSAS

CETOSAS

TRIOSAS PENTOSAS HEXOSAS

Formación de Anillos

Derivados de Azúcares

Uniones Alfa y Beta

DISACÁRIDOSEl 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 + glucosaSacarosa (glucosa + fructosa)

Reacción de formación

de la maltosa

1

23

4

5

6

1

23

4

5

6

-glucosa -glucosa

Maltosa

Enlace -1,4

Condensación Hidrólisis

Reacción de formación de la sacarosa

1

23

4

5

6

1

2

3 4

5

6

Enlace -1,2

Enlace -1,4

Reacción de formación de la Lactosa

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,

GlicógenoGlicógenopunto de punto de

ramificaciónramificación

enlace -1,6

enlace-1,4

Oligosacáridos y Polisacáridos

fibra de celulosa

macrofibrilla

microfibrilla

Celulosa

enlace -1,4

Estructura de la celulosa

Amilopectina C1- 6  

Amilosa C1-4

Estructura molecular del almidón

Granos de almidón

Amiloplastos