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