ATOMOS Y ATOMOS Y MOLÉCULASMOLÉCULAS

BIG BANG 100.000.000.000 °Cno átomos, si partículas subatómicas que chocaban y liberaban energía....La temperatura descendió a 1.000.000.000 °Cy se unieron protones + neutrones = núcleo del átomoCuando estuvo en 2500 °C (núcleo + protones) positivos atrajeron a (electrones) negativos y se movían alrededor de ellos = ATOMOSDe aquí se formaron estrellas, planetas y seres vivos.

TODOS LOS ORGANISMOS Y SU AMBIENTE ESTAN FORMADOS POR MOLÉCULAS

ATOMOS

Toda la materia esta constituida por elementos. 92 elementos (C, O, Ca, Fe)

ELEMENTO: Sustancia que no puede ser desintegrada en otra sustancia por medios químicos ordinarios. Su partícula más pequeña es el átomo.

Los átomos tienen:

En su núcleo:- partículas cargadas positivamente (protones) = Número atómico- Partículas sin carga (neutrones) aprox igual peso que los protones; Efecto estabilizador

Protones + neutrones = Peso atómicoAl exterior:

- partículas cargadas negativamente (electrones)Determinan las propiedades químicas de los átomosMás livianos que los protones y neutrones, y no se considera su pesoLas reacciones químicas implican cambios en el númeroy el estado energético de estos electrones

ISOTOPOS

= # protones = número atómico≠ # neutrones ≠ peso atómico

Muchos isótopos son radiactivos, es decir el núcleo del átomoes inestable y emite energía cuando cambia a una forma másestable

USOS:

Determinación de la edad de fósiles y de las rocas fosilíferasRastreadores por su emisión radiactivaTratamiento de cáncerBloqueos sanguíneos

ELECTRONES Y ENERGÍA

Los e se mueven alrededor del núcleo a gran velocidad.La distancia de un electrón al núcleo es determinadapor la cantidad de energía potencial del electrónCuanto mayor es la cantidad de energía que posee elelectrón, más lejano se encuentra del núcleoUn e pasa de un nivel a otro si dona o recibe energía, esa energía necesaria para el salto de un nivel a otro esel salto cuántico (quantum)En las células verdes de las plantas y algas, la energíaradiante del sol promueve los electrones a un nivel energético más alto

La manera como reacciona químicamente un átomodepende del número y distribución de los electronesLa máxima estabilidad es cuando todos sus electro-nes están en los niveles energéticos más bajosEn la tabla periódica tenemos que están organizadossegún el número atómico, en orden crecienteGases nobles: Helio, Neón y Argón, tienden a ser noreactivosPero, mayoría de átomos comparten sus electrones

MOLÉCULA: unión de 2 o más átomos. Son bastante estables a diferencia de la mayoría de átomos

Las moléculas se mantienen unidas por ENLACES

Hay dos tipos de enlaces: iónico y covalente además puentesde HIDRÓGENO

IONICO: Ceden o atrapan electrones.Implican la atracción mutua de iones de carga opuesta.Si tenemos Na y Cl cercanos el electrón del sodio saltará al del cloro, ambos átomos tienen niveles energéticos exteriorescompletos y todos los electrones están en el nivel energéticomás bajo posible. Se unen y forman el cloruro de sodioEn el proceso los átomos originales se han cargado eléctrica-mente IONES

IONES con carga positiva CATIONESIONES con carga negativa ANIONES

Muchas sustancias ionicas se separan facilmente en elagua, produciendo iones libres:

- Na y Cl: constituyen menos del 1% del peso de la mayoríade la materia viva- K: mayoría de procesos biológicos esenciales- Ca, K y Na: producción y propagación del impulso nervioso- Ca: Contracción de músculos y mantenimiento de latido cardiaco- Mg: parte de la clorofila

ENLACES COVALENTES: comparten electrones.Los electrones se comparten por igualEste es el enlace más fuerte por tanto posee mayor energía

En estos enlaces los electrones compartidos forman un nuevo orbital ORBITAL MOLECULAR, envuelve a los núcleos de ambos átomosCada electrón pasa parte de su tiempo alrededor de un núcleo y el resto alrededor del otroAmbos completan su nivel del energía exterior y neutralizan la carga nuclear

Ejm. El C con 4 electrones en su nivel exterior,puede compartir cada uno de estos electrones conotro átomo, formando enlaces covalentes hasta concuatro átomos

más frecuentes H, O y N o con C mismo

ENLACES DE HIDRÓGENO O PUENTES DE HIDRÓGENO

Ejemplo con el agua.

Cuando el hidrógeno se une mediante enlaces covalentes al oxígeno, el electrón del hidrógeno se encuentra fuertementeatraído por el oxígeno, por tanto permanece la mayor parte del tiempo a su alrededor. Así el oxigeno queda con una ligera cargaelectronegativa mientras que el hidrógeno adquiere una ligera carga electropositiva. Estos hidrógenos positivos son atraídos porlos polos negativos de otras moléculas, formando los puentesde hidrógeno.

ELEMENTOS BIOLOGICAMENTE IMPORTANTES

C, H, N, O, P Y S

Todos estos necesitan ganar electrones para completarsus niveles de energía exteriores y por lo general forman enlaces covalentes

A excepción de hidrógeno, los átomos pueden formar enlaces con dos o más átomos pudiendo formar moléculas grandes y complejas

NIVELES DE ORGANIZACIÓN BIOLÓGICA

SUBATOMICOATOMICO

MOLECULARCELULAR VIDA

MULTICELULARIDADTEJIDOS

ORGANOSORGANISMOS

BIOSFERA

EL AGUA

Constituye del 50 al 95% del PESO de cualquiersistema vivo

A permitido aparecer, sobrevivir y evolucionar

LA ESTRUCTURA DEL AGUA

Cada uno de los átomos de hidrógeno está unido a un átomo de oxígeno por un enlace covalente.

Carga neutra, tiene igual número de e y protones. Molécula polar, ya que el núcleo de oxígeno arrastra e fuera del núcleo de H

PUENTE DE HIDRÓGENO, es un enlace que se da por la fuerza de atracción entre dos regiones con carga opuesta de dos moléculas de agua, tienden a mantener la estabilidad estructural. Este tipo de enlace es más débil que un enlace iónico o covalente.

CARACTERÍSTICAS PARTICULARES DEL AGUA, INFLUIDAS POR LOS PUENTES DE HIDRÓGENO

TENSIÓN SUPERFICIAL: es una consecuencia de la cohesióno la atracción mutua de las moléculas de agua (unión de moléculasde la misma sustancia). Distinto de adhesión que es la unión de moléculas de sustancias distintas

ACCIÓN CAPILAR E IMBIBICIÓNLa acción capilar se basa en la cohesión y adhesión Ej. Papel hig.La Imbibición o absorción es la penetración de agua en madera,semillas

RESISTENCIA A LOS CAMBIOS DE TEMPERATURA

Tiene un alto calor específico (la cantidad de calor que una cantidaddada de sustancia requiere para un aumento dado de temperatura)

ALTO CALOR DE VAPORIZACIÓN

Es el valor requerido para que un líquido cambie a gas 100°C

CONGELAMIENTO

En la mayoría de líquido la densidad aumenta a medida que la temperatura cae, esto no sucede en el agua, ya que en estado sólido ocupa másvolumen que en estado líquido. El hielo flota. Ver ensayo.

FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL AGUA

Función disolvente: casi todas las reacciones biológicas se dan a caboen soluciones acuosas. Hay soluciones hidrofílicas e hidrofóbicas.

Función bioquímica: actúa como materia prima para muchas reaccionesquímicas dentro de los organismo

Función de transporte: todas las sustancias necesarias son transportadaspor la sangre, linfa, hemolinfa, sudor, etc que están compuestos de agua

Función estructural: por la presión osmótica que hay en las membranaso paredes de las células y que le dan una forma

Función termorreguladora: difícil de cambiar cambios de temperatura,gracias a los puentes de hidrógeno

CICLO DEL AGUA

La energía solar calienta a las capas externas del aguaEl agua se evaporaPor ser más liviana que la atmósfera se elevaSe condensa en las nubes y se une formando gotas más grandesSe precipitan

Al caer al suelo hay dos caminos:a. superficial, aportando a ríos, lagunas y maresb. Se infiltra abasteciendo aguas subterráneas

PROBLEMÁTICA

- Mala distribución- Escasez- Contaminación- Labores agrícolas- Evacuación sin tratamiento de las aguas servidas- Detergentes y fosfatos. Industrias.- Eutrofización- Mareas negras