módulo primer año bin- biología y quimica
DESCRIPTION
biologia y quimicaTRANSCRIPT
1
LA QUÍMICA ORGÁNICA EN LA VIDA COTIDIANA
INTRODUCCIÓN AL BACHILLERATO INTENSIVO
El Bachillerato Intensivo (BIn) es una oferta educativa a implementar en centros
educativos de Fe y Alegría, dicha medida está encaminada para la obtención del título
de bachiller en un tiempo reducido (a razón de tres meses por curso, además de un
mes de propedéutico) con el fin de preparar a las personas participantes en
competencias ciudadanas que les permita mejorar su calidad de vida; para ello se
trabaja en combinación con el Ministerio de Educación del Ecuador, y su puesta en
marcha está dentro de las estrategias de gobierno para la escolaridad inconclusa,
personas adultas en su mayoría.
Se trata, por tanto, de una educación formal, por ello, se han tenido en cuenta las
circunstancias que motivan la deserción que suelen concurrir en este sector de la
población, por ello, en el diseño se ha procurado:
- Una metodología activa y constructivista con el alumnado participante,
procurando incentivar y hacer uso de las capacidades de las personas adultas, como la
madurez, la comprensión abstracta, la capacidad de síntesis, etc.
- Un propedéutico o nivelación inicial de contenidos, que permitan situar al
estudiante con los conocimientos iniciales para poder afrontar el temario del BGU con
la solvencia debida.
- Un acompañamiento y seguimiento integral que permita detectar y actuar de
modo temprano, sobre las dificultades individuales del aprendizaje, así como de las
circunstancias sociales de la deserción, realizando visitas domiciliares y apoyando con
estrategias psico-sociales.
- Una mención técnica, que si bien no la equipara a un bachillerato técnico (el
número de horas es sensiblemente inferior) permitirá al alumnado contar con una
iniciación profesional acorde con las necesidades del sector donde ha realizado el BIn.
En suma, se trata de una medida enmarcada dentro de la proyección que tiene Fe y
Alegría para con la ciudadanía, que permita una proyección y promoción de
circunstancias que, juntamente con las personas implicadas, pueda mejorar las
condiciones de vida y las comunidades en general.
2
INDICE
INTRODUCCIÓN A LA ASIGNATURA ...........................................................................
PERFIL DE SALIDA……………………………………………………………………………
PROPEDÉUTICO.- BASES DE LA BIOLOGÍA .................................................................
Tema 1.-Las Biomoléculas ................................................................................................
Tema 2.-El ADN y ARN ....................................................................................................
Tema 3.-Las Bases de la Química ...................................................................................
Tema 4.-El átomo……. ......................................................................................................
PRIMERO DE BACHILLERATO
Tema 5.-Introducción a la Biología ...................................................................................
Tema 6.-Teoría Celular ....................................................................................................
Tema 7.-Disciplinas auxiliares de la Química ....................................................................
Tema 8.-Principios que rigen la nominación de los compuestos químicos .......................
DATOS INFORMATIVOS:
MÓDULO: Ciencias de la Naturaleza y la matemática
ASIGNATURA: Biología y Química
CURSO: 1ro Bachillerato Intensivo
INTRODUCCIÓN
En el contexto de la asignatura “La Química inorgánica en la vida cotidiana” a
desarrollarse en el Bachillerato Intensivo como parte del Currículo mínimo obligatorio
propuesto por el Ministerio de Educación, se ha considerado el desarrollo de temáticas
de Química y Biología que nos retan como estudiantes en el día a día, el irnos formando
dentro de la disciplina científica que permitirá generar capacidades y conocimientos para
desenvolvernos en una sociedad en constantes cambios.
La química es parte de nuestra vida ya que está presente en todos los aspectos
fundamentales de nuestra cotidianidad. La calidad de vida que podemos alcanzar se la
debemos a los alcances y descubrimientos que el estudio de la química nos ha
brindado. La variedad y calidad de productos de aseo personal, de alimentos enlatados,
los circuitos de la computadora, la pantalla de la televisión, los colores de las casas, el
frio de la nevera y la belleza de un rostro existen y mejoran gracias al estudio de la
Química. Por todo esto recibir clases de química relacionándola con la vida cotidiana se
hace fácil y divertida para las personas adultas, logrando un aprendizaje reflexivo y
creativo, que nos permita llegar a la esencia, establecer nexos y relaciones y aplicar el
contenido a la práctica social, de modo tal que solucione problemáticas no sólo del
ámbito escolar, sino también familiar y de la sociedad.
3
Con este módulo se pretende hacer una descripción de temáticas que forman parte de
nuestro diario vivir como es la Química del Carbono, la estructura y funcionamiento
celular, las bases de la biología y la química, el origen de la vida y evolución de las
especies, la química, la vida y el entorno natural.
En cuanto a metodología de trabajo, el proceso evaluativo tendrá diferentes
componentes:
- Valoración del Bloque: Al final de cada bloque (cada mes y medio lectivo,
aproximadamente) existirá una valoración cuantitativa (valorado en una nota del 1 al 10),
aunque también cualitativa, a partir de cuatro escenarios: (1) El trabajo grupal, es decir
cuál ha sido el desempeño del grupo de trabajo en clase. (2) El trabajo personal, o
aquellas actividades que se han tenido que entregar de manera individual. (3) Una
prueba de conocimientos, la cual puede ser escrita u oral donde se tendrán en cuenta
no solo conceptos, también procedimientos. (4) Una valoración del interés y la
participación demostrados, así como de otras habilidades que se hayan podido apreciar
(puntualidad, trabajo en equipo, relaciones personales, etc.).
En cualquiera de estos escenarios, es necesaria la valoración actitudinal cualitativa, a
tener en cuenta en las Juntas de Curso (JC), analizando qué valores se visualizan para
la construcción de sociedades más justas (tolerancia, solidaridad, espiritualidad,
ecología, etc.). La valoración de todos los bloques impartidos corresponderá al 80% de
la nota de un curso de bachiller.
- Valoración del curso: Se tratará de una prueba final que intentará englobar a
todos los saberes trabajados durante un curso de bachillerato. Su diseño corresponderá
a la JC y procurará englobar diferentes desempeños (de conceptos y procedimientos), a
ser posible de diferentes áreas y asignaturas. Podrá tener formato escrito, oral y de
habilidades procedimentales, es decir, su realización estará basada en pruebas de
disciplina múltiple, no sólo en cuanto a la integración de áreas, también en
metodologías: exposiciones públicas, ensayos, desempeños procedimentales,
proyectos, etc. Su valor convergerá en una nota, que corresponderá al 20% de todo un
curso de bachillerato.
PERFIL DE SALIDA
Comprende que el universo, por ende los seres vivos, son producto de la
evolución.
Valora la interdependencia entre el desarrollo científico, la tecnología y la
sociedad.
Acepta y reconoce la diversidad y la universalidad de los seres vivos con
relación a los elementos químicos.
Aplica los conocimientos científicos adquiridos en el estudio de la biología y
química para la compresión y solución de situaciones o problemas cotidianos.
Aplica habilidades de indagación científica como base para la construcción de
nuevos conocimientos.
Reconoce y utiliza herramientas para la solución de problemas y la toma de
decisiones.
4
Identifica las necesidades del entorno y se adapta a los cambios para ser
protagonista de su desarrollo.
Se caracteriza por ser una persona que ame y respete la vida y la naturaleza,
con la misma capacidad de valorarse a sí mismo, con buenas relaciones
interpersonales que le permitan ayudar a los demás.
Utiliza el diálogo como mecanismo adecuado para la resolución de conflictos
en el marco del respeto a las opiniones opuestas.
Un líder que viva y promueva los valores desde su participación activa en la
toma de decisiones.
Un ser que piense, razone, analice y argumente de manera crítica y creativa.
Que comprenda su realidad natural y explique los fenómenos físicos, químicos
y biológicos que le permita que participar de manera proactiva y resuelva
problemas relacionados con el medio ambiente.
PROGRAMACIÓN DEL PROPEDÉUTICO
LAS BASES DE LA BIOLOGÍA
TEMA 1.- LAS BIOMOLÉCULAS.
Introducción
La materia está compuesta por átomos y moléculas. En los seres vivos, los átomos se
organizan de una manera singular y están formados por biomoléculas.
Los bioelementos o biomoléculas son elementos químicos que forman parte de los seres
vivos y las biomoléculas están formadas por bioelementos unidos entre sí por enlaces
químicos. Éstos se clasifican en primarios como el carbono, hidrógeno, oxígeno,
nitrógeno, fósforo y azufre que son mucho más abundantes en la materia viva que se
encuentra en la corteza terrestre; y los secundarios que son el sodio, potasio, calcio,
magnesio y cloro.
Siendo los más importantes de las biomoléculas los cuatro elementos, carbono (C),
hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N). La Biología Molecular estudia la química y la
física de los componentes de los seres vivos. Esto ha permitido descubrir que el código
genético y los procesos metabólicos de los seres vivos son similares pese a la
diversidad de los organismos.
Las moléculas constituyentes de los seres vivos se constituyen de cuatro bioelementos,
que son los más abundantes en los seres vivos y fundamentales (CHON): carbono (C),
hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N) y en menor medida fósforo y sulfuro,
también suelen incorporarse otros elementos, pero en menor frecuencia. Se clasifican
en Orgánicas e Inorgánicas.
5
Clases de Biomoléculas
Primarios: Carbono (C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O), Nitrogeno (N) y Azufre (S) y
Fosforo (P). Los mas abundantes , 96,2% del total de la masa de un ser vivo
Secundarios: Sodio (Na), Potasio (K), Magnesio (Mg), Calcio (Ca), Cloro (Cl). En
menor porcentaje, pero también imprescindibles para los seres vivos.
Oligolementos: En proporción menor al 0,1%.
- Indispensables: En todos los seres vivos:Manganeso (Mn), Hierro (Fe), Cobre
(Cu)
- Variables: En algunos organismos: Boro (B), Aluminio (Al) y Vanadio (V).
MOLÉCULAS
BIOMOLÉCULAS:
COMPUESTOS ORGÁNICOS
COMPUESTOS INORGÁNICOS
Inorgánicas: (no están
formadas por cadenas de
carbono e hidrógeno) agua,
sales minerales e iones.
Orgánicas: (están formadas
por cadenas de carbono)
glúcidos (hidratos de
carbono), lípidos, proteínas y
ácidos nucleicos.
6
Imagen de Luis Guaman
Compuestos orgánicos
Carbohidratos
Son compuestos que contienen carbono, oxígeno e hidrógeno, su principal función es
dar energía de manera inmediata. Se encuentra los carbohidratos en las harinas o
almidones, suelen tener sabor dulce y son solubles en agua.
Los carbohidratos se presentan en tres formas:
a) MONOSACÁRIDOS
• Las más comunes son las pentosas (de cinco carbonos).
• Son azúcares sencillos, que se le representa con la Glucosa (de seis carbonos).
• Se obtiene de las plantas y da energía en toda la célula
7
b) DISACÁRIDOS
• Es la unión de dos monosacáridos.
• Se halla en la naturaleza y también da energía.
• Se obtiene de las plantas como la sacarosa y animales como lactosa que se encuentra en la leche de los mamíferos.
• Los más importantes son la sacarosa, la maltosa y la lactosa
c) POLISACÁRIDOS
• Están conformados por monosacáridos unidos entre sí en largas cadenas.
• Se obtiene de las plantas como el almidón como de la celulosa y animales glucógeno
La función biológica de los carbohidratos
La principal función de los Carbohidratos es dar energía, especialmente en los seres
animales, en las plantas y otros organismos. En la elaboración de la fotosíntesis,
emplean la energía solar para sintetizar carbohidratos a partir del dióxido de carbono y
del agua que ellas toman. Ejemplo: Si tienes una carrera o un maratón tienes que comer
carbohidratos (plátanos, manzanas, un sanduche) para tener energía.
Proteínas
Las proteínas son los elementos estructurales de toda material viva, también son
sustancias que desempeñan importantes funciones en los seres vivos como reparación
y formación de nuevos tejidos, también se les conoce a las proteínas como aminoácidos
que tienen carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.
Los alimentos que contienen proteínas son las carnes, el pescado, los lácteos y las
leguminosas como son el fréjol, la lenteja, las habas y los chochos.
8
Estructura de las proteínas
La estructura de una proteína es de gran interés porque determina su actividad
biológica.
Estructura primaria1
Está representada por una cadena polipeptídicas, que consiste en una cadena lineal de
aminoácidos unidos por enlaces peptídicos, que forman una cadena peptídica, define la
especificidad de la proteína y está regida por el código genético. Existen cadenas
polipeptídicas de cualquier número de aminoácidos, sin que exista una solución de
continuidad entre péptidos y proteínas.
Estructura secundaria
La estructura secundaria es la forma en la que la cadena polipeptídica se pliega en el
espacio. En una proteína, cada tramo de cadena polipeptídica tiene distinta estructura
secundaria. Existen varias formas definidas de estructura secundaria, las más
importantes de las cuales son las llamadas hélice a y hoja plegada b.
Las estructuras secundarias definidas están mantenidas por puentes de hidrógeno
formados exclusivamente entre los grupos amino y carboxilo que constituyen el
esqueleto de la cadena polipeptídica. Consecuentemente, los parámetros estructurales
(distancias, ángulos) serán iguales, independientemente de la proteína y de los
aminoácidos que formen la estructura.
Estructura terciaria
1 Atlas de Biología, página 24
PROTEÍNAS
ANIMAL
Hemoglobina:Cuya función importante transportar
oxígeno de los pulmones a los tejidos
VEGETAL
Clorofila: Cuya función dar pigmento a las plantas (color
verde y ayuda a la fotosíntesis de la planta)
9
La estructura terciaria de la proteína es la forma en la que se organizan en el espacio los
diferentes tramos de la cadena polipeptídica, que pueden tener una estructura
secundaria definida, como las hélices u hojas o no tenerla. La estructura terciaria está
mantenida por enlaces iónicos y de puentes de hidrógeno entre las cadenas laterales de
los aminoácidos, enlaces hidrofóbicos y eventualmente puentes disulfuro.
Función biológica de las proteínas
Las proteínas funcionan como enzimas, otras como hormonas y otras como
componentes estructurales importantes en las células y tejidos. Cada célula contiene
cientos de proteínas diferentes.
Lípidos
Son sustancias que tienen grasas y están compuestos por carbono, hidrógeno y
oxígeno, se caracterizan por ser insolubles en agua, son de dos tipos animal y vegetal.
Las grasas animales en su mayoría son sólidas a temperatura ambiente y se conocen
como grasa saturadas. Ejemplos: Manteca de chancho, la mantequilla y cera de abeja
Las grasas vegetales se las conoce con el nombre grasas insaturadas. Ejemplos:
Aceites como de soya, oliva, palma y maíz.
Clasificación de los lípidos
Lípidos Simples
Lípidos Compuestos
Lípidos Asociados
ÁCIDOS GRASOS: Son orgánicos de cadenas largas que
poseen de 4 a 24 átomos de carbono.
GRASAS NEUTRAS: Son las más abundantes como los ésteres
del alcohol glicerina con tres moléculas de ácido graso.
CERAS: Son ésteres de ácidos grasos pero de alcoholes
monohidroxilicos de cadena larga.
FOSFOGLICÉRIDOS: Son moléculas lipídicas del grupo de los
fosfolípidos. Están compuestos por ácido fosfatídico, una
molécula compleja compuesta por glicerol.
GLUCOLÍPIDOS: Son biomoléculas compuestas por
un lípido y un grupo glucídico o hidrato de carbono.
LIPOPROTEÍNAS: Son lípidos asociados con proteínas
específicas. PROSTAGLANDINAS: Son un conjunto de sustancias de
carácter lipídico derivadas de los ácidos grasos de 20
carbonos.
TERPENOS: Son una vasta y diversa clase de compuestos
orgánicos derivados del isopreno, un hidrocarburo de 5
átomos de carbono
ESTEROIDES: Son lípidos de la más alta importancia en la
10
Función biológica de los lípidos2
La función más importante de los Lípidos es de almacenar energía como reserva que es
la grasa, también tiene otra función importante como aislantes térmicos y protección.
Los triglicéridos son la forma de almacenar energía química más importante de la mayor
parte de los organismos. También tiene funciones especializadas como son los
esteroides que ayudan al colesterol, las sales biliares y hormonas sexuales, etc.
En resumen:
- Las propiedades de las biomoléculas dependen de su estructura molecular.
- Los carbohídratos se utilizan para obtener energía para los procesos sintéticos.
- Los lípidos, además de ser compuestos de reserva energética, forman parte de los
sistemas membranales.
- Las proteínas dan sostén a las células, funcionan como catalizadores de las
reacciones químicas celulares y de los tejidos de un organismo.
- El estudio de la bioquímica se construye sobre los fundamentos de la química
orgánica.
EVALUACIÓN N° 1
1.- ¿Qué son Biomoléculas?
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------
2.- Establezca diferencias entre los lípidos simples y complejos.
Lípidos simples Lípidos complejos
2 www.cienciaybiología.com Ciencia y Biología
11
3.- En la siguiente rueda de atributos ubica alimentos que contienen proteínas
Para reflexionar.
1.- Nuestro organismo es capaz de producir sus propios Biomoléculas
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------
2.- ¿En la naturaleza donde podemos encontrar los cuatro biomoléculas principales?
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------
TEMA 2.- El ADN Y ARN
El ADN (Ácido desoxirribonucleico) se encuentra en el núcleo de las células, llamados
cromosomas que tienen la forma de X y ellas llevan y almacenan toda la información
génetica de los progenitores, es decir que son capaces de autoduplicarse copias
exactas de los progenitores.
PROTEÍNAS
12
Estructura del ADN
El ADN está constituido por dos cadenas largas enrolladas en forma de hélice, llamada
nucleótidos, los cuales están conformadas por tres moléculas diferentes: un fosfato, un
azúcar de cinco carbonos, llamado desoxirribosa y una base nitrogenada. Está
compuesta por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.
13
Imagen com.ec/search?q=carbohidratos+monosacaridos&client
EL ARN
El ARN (Ácido ribonucleico) es una cadena sencilla, está formado por un solo filamento
polinucleotíco y presenta diferentes tipos de relación con la función que desempeñan,
tiene funciones relacionadas con la transmisión de la información contenida en el ADN.
Estructura del ARN
ARN
El ARN ribosomal (ARNr).- Es que se encarga de llevar los ribosomas de la célula a las
estructura del ADN.
El ARN de transferencia (ARNt).-
Es el que realiza la traducción del código genético
14
EVALUACIÓN N° 2
1.- Escriba la diferencia entre ADN y ARN
ADN ARN
2.- Grafique el ADN y ARN y ubique las bases nitrogenadas.
15
Para reflexionar.
1.- ¿Cuantos cromosomas tiene el ser humano fundamente su respuesta?
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------
2.- ¿Cuáles son los cromosomas que determinan el sexo fundamente su respuesta?
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------
TEMA 3.- LAS BASES DE LA QUÍMICA
La materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, tiene masa y peso.
La Ciencia que se encarga de estudiar la materia es la Química, por lo tanto, materia es
todo lo que se puede apreciar con nuestros sentidos y se puede medir.Todos los objetos
que observamos, ejemplo un carro, un celular, la mesa, los seres vivos, el universo,
hasta este propio libro está hecho de materia. La materia está formada por átomos y
moléculas, en los seres vivos los átomos se organizan de una manera singular.
16
La materia con sus propiedades
Además la materia presenta volumen y peso, algunas propiedades como la densidad,
brillo, el color, el sabor, el olor y la textura. Pero se clasifica en dos propiedades:
Propiedades generales
Son aquellas que poseen todos los materiales que son comunes a todo tipo de materia,
pueden tener cualquier valor independiente de la clase de material del que esté hecho
un objeto, pueden ser masa, peso, volumen como las más importantes.
PROPIEDADES DE LA MATERIA
PROPIEDADES GENERALES PROPIEDADES ESPECÍFICAS
Propiedades
Físicas
Propiedades
Químicas
17
Propiedades específicas
Son aquellas que son propias de cada material y permiten caracterizarlo, identificando y
diferenciándolo de otros. Y estas propiedades pueden ser Físicas y Químicas.
Propiedades físicas
Son las que se pueden determinar sin que cambie la composición de un material. En
otras palabras son aquellas que se pueden medir sin que se afecte la composición o la
identidad de la sustancia. Ejemplo de estas propiedades son la densidad, el punto de
fusión, el punto de ebullición, entre otras.
PROPIEDADES GENERALES
MASA: Es la cantidad de materia que contiene un
cuerpo. Para medir la masa se utiliza una balanza y la unidad
de medida es el gramo.
PESO:Es la medida que cuantifica la
atración de la Tierra sobre un
cuerpo. Se mide también
en gramos
VOLUMEN: Se define como el espacio
ocupado por un cuerpo. Y se mide en
litros
PROPIEDADES FÍSICAS: Son las que se pueden determinar sin
que cambie la composición de un material. Aquí encontramos
18
Propiedades químicas
Esta propiedades determinan los cambios en la composición y estructura de los
materiales. Pueden ser las que se observan cuando una sustancia sufre un cambio
químico, es decir, una transformación de su estructura interna, convirtiéndose en otras
sustancias nuevas. Estas pueden ser por la electricidad, el calor, el agua, el aire y otros.
Ejemplos: La combustión de la madera, por la acción del oxígeno del aire sobre el hierro
se oxida.
Cambios de la materia
DENSIDAD: Es la cantidad de materia o de masa existente en un volumen determinado
PUNTO DE EBULLICIÓN: Es la temperatura a la cual una sustancia pasa de estado líquido a gaseoso
PUNTO DE FUSIÓN: Es el paso de estado sólido a líquido.
LA SOLUBILIDAD: Es la propiedad que tienen las sustancias para disolverse en un líquido a una temperatura establecidad.
EL ESTADO FÍSICO: Se encuentra en
estado sólido,líquido y
gaseoso
19
Los cambios de la Materia pueden ser Físicos o Químicos
Cambios físicos
Son procesos en los que no cambia la naturaleza de las sustancias ni se forman otras
nuevas. Ejemplos: Disolver azúcar o sal en agua, la formación de hielo y la evaporación
de un líquido, son cambios físicos porque en los tres primeros ejemplos modifican su
aparencia y la forma, pero no se produce cambio en la estructura ni en la composición
del material. En la conformación del hielo ocurre un cambio en el estado de agregación
del agua.
Cambios de Estado
Los cambios de estado son variaciones físicas reversibles y en ellos no se altera la
identidad del material. La materia se encuentra en tres estados: sólido, líquido y
gaseoso, pero por modificaciones de la energía térmica que experimenta un
determinado material, los cambios de estado son vaporización, fusión, condensación,
solidificación y sublimación.
CAMBIOS FÍSICOS
PROGRESIVOS
Cuando la materia pasa de un estado de mayor agregación a uno de menor agregación. Ejemplos: Sólido a líquido a gas, o sólido directamente a gas.
REGRESIVOS Cuando la materia pasa de un estado de menor agregación a un estado de mayor agregación.Ejemplos: gas a líquido, líquido a sólido, o gas directamente a sólido
Cuando se aumenta
la temperatura de
un sólido a líquido
se llama Fusión.
Es el proceso por el cual una
sustancia sólida se traspasa
directamente al estado de vapor sin
pasar por el estado líquido, se llama
Sublimación
Es el proceso en el
que un líquido pasa
a estado gaseoso. Se
llama Vaporización.
20
Cambios Químicos
Son procesos en los que cambia la naturaleza de las sustancias, además de formarse
otras nuevas. Ejemplos: Si quemamos un pedazo de papel, este material no sólo se
modifica de forma y estado sino que su estructura y composición dejan de ser las
mismas.
En los cambios químicos se producen reacciones químicas. Esto sucede cuando dos o
más sustancias reaccionan para dar lugar a sustancias diferentes.
Imagen: Juan José Ranchal
Es el cambio de estado de
un líquido a un sólido
debido a la liberación de
calor, se llama
Sublimación inversa en la que un
cuerpo en estado gaseoso retorna al
estado sólido, sin pasar por el estado
Es cuando del estado gaseoso se
pasa al estado líquido y en este
proceso el gas cede calor al
entorno, se llama Condensación.
21
Evolución e historia de las teorías sobre la constitución de la materia
El ser humano siempre se ha preocupado por la composición de la materia y por eso, a
lo largo de la historia, ha habido varias teorías sobre la constitución de ésta, desde que
Demócrito llamó átomo a una supuesta partícula indivisible que formaba la materia,
hasta la teoría actual, la Teoría Atómica de Dalton.
Como se ha dicho antes, el primero en aventurarse en estas teorías fue Demócrito (450
a.C. - 370 a.C), de la antigua Grecia, que llamó átomo a la partícula que supuestamente
era la más pequeña que formaba la materia y que era indivisible (Átomo en griego
significa indivisible). También afirmaba que estos átomos eran indestructibles y que,
entre uno y otro, sólo había vacío. Su teoría también hablaba de la forma de los átomos,
y sostenía que un átomo era diferente de otro de otra sustancia y, por ello, existían
diferentes sustancias.
Aristóteles (384 a.C. - 322 a.C.), por su parte, rechazó la idea de Demócrito y apoyó una
teoría ya enunciada antes, en la que la materia estaba formada por 3 elementos, Agua,
Tierra y Fuego, a los que Aristóteles añadió el Éter (el espacio entre los elementos).
Esta teoría fue mucho más extendida, pues explica la materia de una manera muy
sencilla y práctica, que todo el mundo puede observar a simple vista, aunque supone
una gran regresión en esta ciencia.
Lavoisier (1743 - 1794) no enunció ninguna teoría sobre la constitución de la materia,
pero si formuló la Ley de la conservación de la materia, que dice que en las reacciones
químicas, la masa permanece constante, ley que probablemente ayudó a Dalton con sus
experimentos. Ésta ley ayudó a Dalton a poder medir la masa de los átomos de cada
elemento al crear compuestos entre ellos.
La teoría de Dalton (1766 - 1844) dio un salto enorme en esta cuestión ya que dijo que
cada elemento tenía un átomo correspondiente, igual al resto de átomos del mismo
elemento. Además consiguió medir indirectamente la masa de los átomos, ya que
comprobó que el átomo de hidrógeno es el de menor masa y creo el UMA (Unidad de
Masa Atómica) para medirlos, atribuyendo la masa de 1 UMA al átomo de hidrógeno.
La teoría de Dalton es la base de la Teoría actual, donde se ha descubierto que el
átomo puede ser dividido en distintas partículas subatómicas.
Probablemente durante los próximos años se seguirán descubriendo nuevas cosas y
enunciando nuevas teorías.
22
Evolución e historia de las teorías sobre la constitución de la materia
Año 450 a. C.
MODELO ATÓMICO DE DEMÓCRITO
Postuló que era imposible que la materia se dividiera
infinitamente, por lo cual debía existir una unidad mínima.
MODELO ATÓMICO DE
DALTON
Apuntó al átomo como una
sola partícula.
MODELO ATÓMICO DE BORH.- Introdujo
mejoras al modelo de Rutherford. Explicó
cómo los electrones pueden formar órbitas
alrededor del núcleo y su funcionamiento
general por medio de ecuaciones
MODELO ATÓMICO DE
THOMSON
Dividió el átomo entre cargas
positivas y negativas, con
fuerzas de atracción
eléctricas.
MODELO ATÓMICO DE SCHRÖDINGER O
MODELO CUÁNTICO
Catalogado como modelo actual
MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD
Propuso un núcleo con carga positiva y los
electrones con carga negativa, realizando
órbitas circulares alrededor del primero.
Posteriormente añadió el neutrón
23
EVALUACIÓN N° 3
1.- Establezca diferencias entre las propiedades generales y específicas citando
ejemplos de la vida cotidiana.
PROPIEDADES GENERALES PROPIEDADES ESPECÍFICAS
2.- ¿Desde lo que puedas observar en tu salón de clase define lo que es materia?
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------
3.- Realiza un mapa mental sobre los cambios de estado de la materia.
Para reflexionar.
1.- ¿En la naturaleza cómo crees tú que se generan los cambios de estado de la
materia?
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------
TEMA 4.- EL ÁTOMO
Toda la materia que podemos ver en el Universo, incluida la que forman los seres vivos,
está constituida por átomos. Unos cuantos átomos, de todos los que existen en la
naturaleza, reúnen unas características que han posibilitado, mediante su combinación e
interacción, formar innumerables compuestos que constituyen la esencia de la
estructura y actividad de las diferentes formas de vida que hoy conocemos. Sabemos
que el átomo es la unidad estructural que justifica la química de cualquier sistema, así
pues, conocer la estructura del átomo se hace indispensable de cara a analizar tanto las
24
estructuras como las innumerables reacciones químicas que constituyen los sistemas
vivos. Los seres vivos también están constituidos por átomos.
Átomo
El átomo se define como la partícula más pequeña en que un elemento puede ser
dividido sin perder sus propiedades químicas.
Aunque el origen de la palabra átomo proviene del griego, que significa indivisible, los
átomos están formados por partículas aún más pequeñas, las partículas subatómicas.
Partes del átomo
Se compone de un núcleo central en donde se concentra prácticamente toda la masa
atómica y una corona o una envoltura donde se encuentran los electrones. En el núcleo
se encuentra los protones y los neutrones, también conocidas con el nombre de
partículas subatómicas.
Los protones son partículas cargadas positivamente y poseen una masa característica.
Los neutrones como su nombre los indica tiene tanto positivo como negativo, carga
neutra (-/+), y tiene casi el mismo valor que los protón.
Los electrones tienen una carga negativa y son las partículas subatómicas más livianas
que tienen los átomos.
Propiedades de los átomos
Desde un punto de vista químico, las propiedades de un átomo se pueden describir en
función del número de protones, neutrones y electrones. Por tanto, para avanzar en
nuestro conocimiento de la estructura química del átomo nos quedamos con:
- Los protones, que son partículas subatómicas situados en el núcleo atómico, que
tienen carga eléctrica positiva (+1) y que a su vez están constituidas por unas
partículas fundamentales que se han denominado quarks.
25
- Los neutrones, partículas subatómicas también situadas en el núcleo atómico, sin
carga, y de masa similar a la de los protones. También están constituidas por
quarks y, por último,
- Los electrones, partículas fundamentales que se sitúan alrededor del núcleo y
tienen carga negativa
Las unidades básicas de la química son los átomos. Durante las reacciones químicas,
los átomos se conservan como tales, no se crean ni se destruyen, pero se organizan
de manera diferente creando enlaces diferentes entre un átomo y otro.
Los átomos se agrupan formando moléculas y otros tipos de materiales. Cada tipo
de molécula es la combinación de un cierto número de átomos enlazados entre ellos de
una manera específica.
Según la composición de cada átomo se diferencian los distintos elementos químicos
representados en la tabla periódica de los elementos químicos. En esta tabla podemos
encontrar el número atómico y el número másico de cada elemento:
Número atómico, se representa con la letra Z, indica la cantidad de protones que
presenta un átomo, que es igual a la de electrones. Todos los átomos con un
mismo número de protones pertenecen al mismo elemento y tienen las mismas
propiedades químicas. Por ejemplo, todos los átomos con un protón serán de
hidrógeno (Z = 1), todos los átomos con dos protones serán de helio (Z = 2).
Número másico, se representa con la letra A, y hace referencia a la suma de
protones y neutrones que contiene el elemento. Los isótopos son dos átomos con
el mismo número de protones, pero diferente número de neutrones. Los isótopos
de un mismo elemento, tienen unas propiedades químicas y físicas muy
parecidas entre sí.
La masa atómica y el número másico
Las masas de los átomos se han establecido de forma relativa: se comprobó, por
ejemplo, que el átomo más ligero era el H y que el átomo de carbono, C, pesaba
aproximadamente 12 veces más que el átomo de H, el átomo de oxígeno 16 veces más,
etc. Para establecer las masas atómicas relativas de todos los átomos se decidió tomar
como referencia el átomo de carbono-12 (12C), asignándole una masa de valor 12
unidades. A estas unidades es a lo que se denominó unidades de masa atómica (uma).
Así, actualmente decimos que: el átomo de C tiene una masa de 12 uma (aprox.); el H 1
uma (aprox.), el oxígeno 16 uma (aprox.), etc. En bioquímica se suele usar como
unidades de masa atómica el Dalton (D): 1 Dalton = 1 uma.
Prácticamente toda la masa de un átomo está concentrada en ese pequeñísimo espacio
que ocupa el núcleo atómico. Se ha podido comprobar que las masas de los protones y
de los neutrones, que son prácticamente iguales entre sí, son, a la vez, del orden de
1840 veces superiores a la masa del electrón. Además, sabemos que en nuestra escala
relativa de masas, el átomo de 1H (con 1 protón y ningún neutrón en su núcleo) tiene 1
uma (1 Dalton) de masa: es decir, la masa de 1 protón será aproximadamente 1 uma.
Luego, con estos datos (masa de protones y neutrones aproximadamente igual y ambas
próximas a la unidad de masa atómica) podemos concluir que la masa de un átomo será
26
prácticamente igual a la suma del número de protones y de neutrones que lo
compongan.
A la suma del número de protones y de neutrones es a lo que denominamos número
másico (A). Diferente número de neutrones determina la presencia de diferentes
isótopos dentro de un mismo tipo de átomos
Los neutrones son partículas sin carga, pero, como acabamos de ver, su masa es
similar a la del protón. En muchos de los diferentes elementos químicos existen átomos
que presentan diferente número de neutrones en su núcleo. Es decir, existen átomos
que, aun siendo del mismo tipo (igual número de protones o número atómico), tienen
diferente número de neutrones. Esto implica que existirán, dentro de ese elemento,
átomos cuya masa sea ligeramente diferente, y que denominamos isótopos.
La tabla periódica de los elementos químicos
La tabla periódica está organizada en grupos y períodos.
Los Grupos o Familias, están verticales se designan con números romanos, del I al VIII
y a lado con las letras A y B mayúsculas en total son 16 Familias, tanto 8A y 8B, que
indican el número de electrones que posee el átomo en el último nivel de energía o nivel
de valencia, razón por la cual presentan propiedades químicas similares.
Imagen de Victor Horazabal
Los Períodos o las filas horizontales se designan con números arábigos, del 1 al 7 y
señalan el número de niveles de energía que tiene un átomo.
Clasificación de los elementos químicos
La química se inició hace mucho tiempo atrás con la manipulación de los metales. El
primer metal en conocerse fue el oro hace unos 7000 años a.C., por encontrarse libre en
la naturaleza. Después, en el año 4000 a.C., tuvo auge en Egipto y en Grecia la edad
27
del Bronce para la fabricación armas y después de un tiempo, se inició la edad del
hierro, en el año 1200 a.C.
Los filósofos griegos, 600 años a.C., dieron el primer paso de la química al cuestionar la
composición del universo, para lo que tuvieron que separar la técnica llamada chemia
(arte de convertir unos materiales en otros) de la religión, pues en la antigüedad todo
dependía de los dioses. Así Demócrito (470-380 a.C.) imaginó que la materia estaba
formada por átomos o partículas indivisibles. Aristóteles (384-322 a.C.) sostuvo que la
materia estaba constituida por cuatro elementos: aire, tierra, agua y fuego o calor del
sol.
Por el siglo XII, floreció en Europa la Alquimia y quienes se dedicaban a esta técnica se
llamaban alquimistas, inventaron símbolos para representarlos elementos conocidos
como el oro con del sol, la plata con la luna, el cobre con Venus, el hierro con Marte, el
estaño con Júpiter, el plomo con Saturno. Después los alquimistas también trabajaron
con la medicina para curar enfermedades.
El nombre de algunos elementos químicos obedeció a diversos criterios
Seguramente alguna vez ser habrá preguntado cómo es que los elementos
químicos tienen esos nombres tan particulares, es decir, por qué el metal oro se llama
oro (Au) o porque existe un elemento llamado Germanio (Ge).
Los elementos químicos han sido nombrados con una gran diversidad de criterios.
1.- Por su descubridor o científico de renombres:
Algunos de ellos recibieron su nombre para hacer honores a la persona que los
descubrieron. Por ejemplo el Curio (Cm) en honor de Pierre y Marie Curie, el Einstenio
(Es) en honor de Albert Einstein, el Fermio (Fm): en honor de Enrico Fermi, el
Mendelevio (Md) en honor al químico ruso Dimitri Ivánovich Mendeléiev precursor de la
actual tabla periódica, el Nobelio (No) en honor de Alfred Nobel.
2.- Por mitología:
Otros elementos han sido nombrados en referencia a agentes mitológicos. Por ejemplo
el Paladio (Pd) en honor a Pallas la diosa de la sabiduría o el Prometió (Pm) en honor de
Prometeo, personaje mitológico.
3.- Por el país donde fueron descubiertos:
Otros nombres de elementos químicos derivan de ciudades, lugares o países. Así, el
Europio (Eu) se deriva de Europa, el Polonio (Po) de Polonia, el Germanio (Ge) de
Alemania (Germania), el Californio (Cf) de California, etc.
28
4.- Por alguna de sus propiedades:
Algunos elementos derivan su nombre de propiedades particulares que poseen. Por
ejemplo, el Cloro (Cl) proviene del griego chloros (tiene color amarillo verdoso), el
Zirconio (Zr) viene del árabe zargun (que significa color dorado), el Hidrógeno (H) recibe
ese nombre por su capacidad de "engendrador" de agua, el Oro (Au) viene del latín
aurum que significa aurora resplandeciente.
5.- Por el nombre de los planetas
Algunos elementos han tenido el honor de recibir su nombre gracias a los nombres de
los planetas. Así, el Uranio (U), del planeta Urano; el Mercurio (Hg), del planeta
mercurio; el Neptunio (Np) del planeta Neptuno y el Plutonio (Pu): del planeta Plutón.
Metales:
Son elementos químicos que generalmente contienen entre uno y tres electrones en la
última órbita, que pueden ceder con facilidad, lo que los convierte en conductores del
calor y la electricidad.
Los metales, en líneas generales, son maleables y dúctiles, con un brillo característico,
cuya mayor o menor intensidad depende del movimiento de los electrones que
componen sus moléculas.
El oro y la plata, por ejemplo, poseen mucho brillo y, debido a sus características físicas,
constituyen magníficos conductores de la electricidad, aunque por su alto precio en el
mercado se prefiere emplear, como sustitutos, el cobre y el aluminio, metales más
baratos e igualmente buenos conductores.
Un 75% de los elementos químicos existentes en la naturaleza son metales y el resto,
no metales: gases nobles, de transición interna y metaloides.
Metaloides: Son elementos que poseen, generalmente, cuatro electrones en su última
órbita, por lo que poseen propiedades intermedias entre los metales y los no metales.
Esos elementos conducen la electricidad solamente en un sentido, no permitiendo
hacerlo en sentido contrario como ocurre en los metales. El silicio (Si), por ejemplo, es
un metaloide ampliamente utilizado en la fabricación de elementos semiconductores
para la industria electrónica.
No metales: Poseen, generalmente, entre cinco y siete electrones en su última órbita.
Debido a esa propiedad, en lugar de ceder electrones, su tendencia es ganarlos para
poder completar ocho en su última órbita. Los no metales son malos conductores del
calor y la electricidad, no poseen brillo, no son maleables ni dúctiles y, en estado sólido,
son frágiles.
Gases nobles: Son elementos químicos inertes, es decir, no reaccionan frente a otros
elementos, pues en su última órbita contienen el máximo de electrones posibles para
ese nivel de energía (ocho en total). El argón (Ar), por ejemplo, es un gas noble
ampliamente utilizado en el interior de las lámparas incandescentes y fluorescentes. El
neón es también otro gas noble o inerte, muy utilizado en textos y ornamentos lumínicos
de anuncios y vallas publicitarias extremadamente oxidante y forma cloruros con la
mayoría de los elementos.
29
DESARROLLO DE TEMÁTICAS DE PRIMERO DE
BACHILLERATO
TEMA 5.- INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA
El término Biología se deriva de las voces griegas, bios - vida y logos – tratado.
Literalmente significa Tratado de la vida.
Concepto:
La Biología puede ser definida como la ciencia, o mejor, el conjunto de disciplinas cuyo
objeto de estudio es la vida en sus diversos aspectos.
Es más fácil reconocer la vida que tratar de definirla. Pero se intentará elaborar un
concepto relativo, entendiéndose como vida a propiedad, manifestación o cualidad de
los sistemas materiales que han alcanzado, a través de los años, un elevado nivel de
organización.
Definiciones de la Biología
Ciencia que estudia la estructura de los seres vivos y de sus procesos vitales.
La biología contribuye, entre otros aspectos, al conocimiento de los procesos que
ocurren en las células.
Se denomina biología a la ciencia que se aboca al estudio de los seres vivos
desde el punto de vista de su origen, evolución, reproducción, etc. El estudio de
esta se realiza a nivel atómico, molecular, celular y pluricelular.
Historia de la Biología3
Biología, Ciencia de la Vida. El término fue introducido en Alemania en 1800 y
popularizado por el Naturista francés Jean Baptiste de Lamarck con el fin de reunir en
él un número creciente de disciplinas que se referían al estudio de las formas de vivas.
3Aguinaga, I. Münchmeyer ,C. (2013). Biología viva.
30
El impulso más importante para la unificación del concepto de Biología se debe al
Zoólogo Inglés Thomas Henry Huxley, que insistió en que la separación convencional
de la Zoología y de la Botánica carecía de sentido y que el estudio de todos los seres
vivos debería construir una única disciplina. Este planteamiento resulta hoy incluso más
convincente, ya que en la actualidad los científicos son conscientes de que muchos
organismos inferiores tienen características intermedias entre plantas y animales
(protista).
Aunque el término “biología” parte a principios del siglo XIX, el estudio de los seres vivos
es muy anterior, la descripción de plantas y animales, así como los conocimientos
anatómicos y fisiológicos, se remontan a la antigua Grecia y surgió de mano de los
filósofos y científicos como: Hipócrates, Aristóteles, Galileo.
En el siglo XVIII aparecen los auténticos biólogos experimentales, entre ellos Réamur
(1683 -1757) y Spallanzani (1729 -1799), que combatieron las teorías espontáneas,
de que un organismo se origina espontáneamente, Pasteur (1822-1895), la medicina
bacteriana, el francés Buffon y el sueco Car von Linné, conocido con el nombre de
Linneo (1707- 1778), fueron los padres de la Botánica, Linneo fue autor del libro
“Historia Natural”. Gregory Mendel (1822 -1884) el padre de la Genética, herencia y la
trasmisión de caracteres hereditarios, por último los dos Científicos más importantes
para la Biología y la Ciencias Naturales, Wallace (1823 – 1913), autor de la teoría de la
evolución y Charles Darwin (1809-1882), autor delas célebres obras “El origen de las
especies” y “El origen del Hombre”.
Fue propuesta en 1802, casi simultáneamente por el francés Lamark y alemán
Treviranos unir el estudio de los seres microscópicos, vegetales, incluso del hombre.
¿Qué es la Biología?
La biología es un conjunto de ciencias que estudia la vida y los seres organizados, vivos
o fósiles (zoología, botánica, ecología, paleontología, etc.).
La biología atiende distintos aspectos de ellos: su forma, su función, su composición
química, el desarrollo de los distintos seres vivos y sus partes. También estudia la
comparación entre los distintos seres vivos, así como la relación que se establece entre
ellos.
La Biología en relación con otras Ciencias
31
Ramas de la Biología:
Botánica: estudia las plantas y los procesos con la vida de los vegetales.
Zoología: Estudia a los animales en general.
Genética: Estudia la Transmisión de los caracteres de los seres vivos de una
generación a otra.
Ecología: Estudia las interrelaciones que se desarrollan entre los seres vivos y el medio
ambiente.
CIENCIAS AUXILIARES
DE LA BIOLOGÍA
Química.- Estudia la composición de la
materia y la transformación
Física.- Estudia la materia y energía.
Matemática.- Estudia las propiedades y relaciones
entre entidades abstractas.
Geografía.- Estudia localización de
lugares en el Planeta Tierra
32
Virología: Estudia los virus.
Bacteriología: Estudia las Bacterias.
Biología Marina: Estudia la vida en el mar.
Anatomía: Estudia la organización estructural de los seres vivos.
Biofísica: Estudia cómo influye los factores físicos sobre los seres vivos.
Biogeografía: Estudia los organismos en relación con el medio geográfico en el que
aparecen.
Bioquímica: Estudia la composición química y los procesos vitales que ocurren en su
interior.
Edafología: Estudia los suelos.
Histología: Estudia la agrupación de células con funciones específicas que constituyen
los tejidos
Entomología: Estudia los insectos.
Parasitología: Trata los parásitos y sus efectos sobre los hospedantes.
Patología: Estudia las enfermedades.
Sistemática: Clasificación y ordenación de los seres vivos.
Taxonomía: Fija los criterios, normas y técnicas ara la clasificación de los seres vivos,
pueden ser animal o vegetal.
Estas son algunas de las que mencionaremos y se clasifican en cinco grupos para el
estudio:
Clasificación:
Para su estudio se clasifica a las Ciencias Biológicas en cinco grupos
1.- Ciencias que estudian la forma y la estructura de los seres vivos
1.1.- Bioquímica: Estudia la estructura de la materia viva y los fenómenos vitales a nivel
de estructuras atómicas y moleculares.
1.2.- Citología: Es el estudio de la célula como unidad básica de los seres vivos.
1.3.- Anatomía: Es la ciencia que estudia la conformación interna de los seres vivos.
1.4.- Histología: Estudia los tejidos que conforman los órganos.
1.5.- Morfología: Se concentra en el estudio comparativo de los seres vivos y de sus
órganos.
1.6.- Sistemática: Clasifica a los organismos vivientes en grupos de características
comunes.
2.- Ciencias que estudian el funcionamiento de las estructuras vitales:
2.1.- Bioenergética: Estudia las leyes que rigen las modificaciones del poder energético
que acompañan a los cambios de substancias en un organismo y en un medio
ambiente.
2.2.- Fisiología: Estudia el funcionamiento de las estructuras, órganos, aparatos y
sistemas de los seres vivos. Se subdivide en: Citofisiología, Fisiología del Movimiento,
Neurofisiología, Fisiología del Metabolismo, etc.
3.- Ciencias del desarrollo y la evolución:
33
3.1.- Paleontología: Es la ciencia que estudia a los organismos ya extinguidos, cuyos
restos son conservados hasta nuestros días (fósiles). Además establece los lazos
evolutivos a lo largo de las eras geológicas de las formas vegetales y animales.
3.2.- Embriología: Describe las etapas del desarrollo de los seres, desde la fecundación
hasta su nacimiento.
3.3.- Genética: Enuncia las leyes de la transmisión hereditaria y las razones para que
se produzcan entre los individuos de una misma familia, una serie de similitudes y
diferencias, así como las causas que las originan.
4.- Ciencias Ambientales:
4.1.- Biogeografía: Intenta explicar las estructuras, motivaciones y procesos históricos
de la distribución en el planeta, de las especies animales y vegetales.
4.2.- Ecología: Estudia la relación de los seres vivos con el medio ambiente.
4.3.- Etología: Es la ciencia que estudia de modo comparado el mundo del
comportamiento animal y cuyas consecuencias son en ocasiones también aplicables al
comportamiento humano.
5.- Ciencias Conexas: algunos autores las subdividen en:
5.1.- Ciencias Naturales: Como la Botánica y la Zoología que se ciñen de modo
específico a los reinos vegetales y animales, y basan su estudio en planteamiento
expuesto en otras disciplinas como el estudio comparado de la Anatomía, la
Clasificación Sistemática, los Conceptos Biogeográficos y de Distribución, etc.
5.2.- Ciencias Humanísticas: Que se relacionan con la Biología están la Sociología,
Psicología, y entre las Ciencias Puras podemos citar la Física, Química y Cibernética.
La Biología en la Actualidad4
Hoy en día, la biología ha ampliado sus áreas de estudio debido a la aparición de
nuevas ideas y descubrimientos en genética, evolución y ecología, entre otros.
Las investigaciones en biología ayudan a encontrar elementos dirigidos al mejoramiento
de la vida del hombre; principalmente en medicina, nutrición y conservación del medio
ambiente.
El uso de microscopios electrónicos, la posibilidad de la síntesis de compuestos
orgánicos en el laboratorio (como hormonas), así como los avances en genética,
estructura y función celular, entre otros, hacen que el desarrollo de la biología sea uno
de los pilares para lograr el bienestar los organismos vivos del planeta.
La aplicación de estos conocimientos biológicos hace posible la obtención de más y
mejores alimentos, la eliminación y control de enfermedades y el mejoramiento del
ambiente en que nos desarrollamos, entre otros.
En la actualidad, la biología se ha dividido en varias ramas, para así estudiar más a
fondo y de forma ordenada el amplio campo de esta ciencia.
4 Somaza, G.(2009), Biología en la actualidad.
34
Las principales ramas de la biología son: la botánica, encargada del estudio de las
plantas y la zoología, que estudia lo referente a los animales.
Como ningún fenómeno biológico se realiza de manera aislada, la biología se relaciona
con otras ciencias para explicar y estudiar algunos fenómenos. Estas ciencias se
conocen como ciencias auxiliares.
Por ejemplo, para estudiar las reacciones que se llevan a cabo en los procesos de
nutrición de los organismos vivos, se aplican conocimientos de química; ello da lugar a
la ciencia auxiliar llamada bioquímica.
Las principales características de los seres vivientes son las siguientes:
1.- Organización química y estructural de elevado nivel.
2.- Usar materiales de su ambiente para proveerse de energía y elementos
estructurales para sus actividades celulares y metabolismo.
3.- Eliminar ciertos productos del metabolismo- secreción y excreción.
4.- Reproducir réplicas idénticas de sí mismo: reproducción.
5.- Responder a los estímulos del ambiente: sensorialidad.
6.- Adaptarse a una variedad de cambio en el medio ambiente externo: adaptación.
EVALUACIÓN 05
1.- Observa los siguientes gráficos y define con tus propias palabras que significa la
Biología en tu vida y tu entorno.
OTRAS RAMAS DE BIOLOGÍA
Genética. Estudia cómo se
heredan los caracteres de padres a hijos
Histología. Estudia los
tejidos.
Embriología. Estudia el
desarrollo de los seres vivos en la etapa anterior al nacimiento
Ecología. Estudia los
organismos y su relación con el
ambiente
Citología. Estudia las
células
Fisiología. Estudia las
funciones de los seres vivos.
Taxonomía. Se ocupa de agrupar a los seres vivos en
diversas categorías o grupos para
facilitar su estudio.
35
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------------------------
2.- A través de ejemplos de su entorno defina a las Ciencias Auxiliares de la Biología
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------------------------
3.- Realiza un organizador gráfico sobre la clasificación de las ciencias biológicas.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------------------------
4.- Selecciones la respuesta correcta y encierre en un círculo
a. Estudia al hombre en sus diferentes aspectos:
a) Botánica b) Zoología c) Genética d) Antropología
b. Estudia la transmisión de los caracteres de los seres vivos de una generación a otra:
a) Zoología b) Genética c) Antropología d) Bioquímica
c. Estudia la organización estructural de los seres vivos:
a) Bacteriología b) Virología c) Anatomía d) Antropología
d. Estudia la composición Química y los procesos vitales que ocurre en el interior:
a) Virología b) Bacteriología c) Antropología d) Bioquímica
1.- Complete:
- La ciencia que se encarga del estudio de los insectos se denomina…………………..
- La ciencia que estudia la agrupación de células con funciones específicas que
constituye los tejidos se denomina……………………………
- Anatomía estudia la organización estructural de los………………………………..
- La ciencia que trata de los parásitos y los efectos sobre los hospedantes se
denomina……………………………….
36
TEMA 6.- TEORÍA CELULAR
Diferencias entre células procariotas y eucariotas5
La característica más llamativa de nuestro planeta es la presencia de vida. El origen de
ésta se remonta hace unos 3800 millones de años, cuando una serie de
transformaciones químicas dieron lugar a las primeras células capaces de funcionar y
reproducirse. Así, la vida ha evolucionado siguiendo unos modelos de organización
crecientes en los que las unidades esenciales son las células. Sabemos que la célula
es la unidad estructural básica de los seres vivos, pero, ¿Cuáles son las principales
características que definen a una célula? Conociendo las distintas moléculas que
constituyen la materia que forma los seres vivos, es paso previo indispensable tener
claro algunos de los conceptos que definen la unidad funcional y estructural en la que se
organizan todas ellas y que es la esencia de la vida.
Las células eucariotas son más complejas. Poseen dos compartimentos, el citoplasma,
rodeado por la membrana plasmática y el núcleo, más interno y rodeado de la
membrana nuclear. También existen diferencias en cuanto al tipo de reproducción, ya
que las bacterias únicamente se reproducen asexualmente, mientras que los
organismos eucariotas lo hacen asexual o sexualmente, según, los casos.
Hechos destacables y otras curiosidades
La Teoría Celular Moderna se resume en los puntos siguientes:
a. La célula es la unidad anatómica y fisiológica de todos los seres vivos.
b. La información genética se transmite de una generación a la siguiente.
c. Toda célula proviene de otra célula anterior, por división de ésta.
d. Las reacciones químicas que constituyan el metabolismo de un ser vivo, tienen
lugar en sus células.
5 Planello, R, Relación entre estructurafuncionamientohttp://ocw.innova.uned.es/biologia
37
Las células procariotas de las que derivan las eucariotas, eran bacterias que perdieron
su cápsula y aumentaron de tamaño. Además incorporaron otras estructuras proteicas
(citoesqueleto) que daban consistencia a las nuevas células “prototipo o eucariotas”.
Según la teoría endosimbiótica postulada por Lynn Margulis, las células eucariotas que
hoy forman parte de los seres vivos pudieron constituirse por una incorporación de
bacterias en estas células de mayor tamaño. Así, mitocondrias y cloroplastos serían el
resultado de este fenómeno de endosimbiosis.
Tipos de células eucariotas: células vegetales y animales6
La aparición de la vida sobre la Tierra en forma de células procariotas sencillas, y la
gran diversificación de éstas, propició el desarrollo de formas de vida más complejas. Se
trata de la aparición de las células eucariotas, con una mayor complejidad metabólica,
favorecida por la aparición de “compartimentos celulares”, que no existían en las
bacterias. De este modo, se separan procesos metabólicos que son incompatibles entre
sí. Por tanto, los organismos pluricelulares son el resultado de la evolución de la vida
eucariota, gracias a la cual hoy existe una enorme diversidad de plantas y animales.
Autótrofo: organismo capaz de sintetizar todas las moléculas orgánicas necesarias, a
partir de moléculas inorgánicas simples y de energía.
Cloropasto: orgánulo de doble membrana donde se realiza la fotosíntesis.
Vacuola: Orgánulo rodeado de membrana, lleno de líquido. Almacenan y degradan
sustancias.
Pared celular: Estructura rígida de celulosa que rodea la membrana celular de las
células vegetales y procariotas.
Centriolo: estructura citoplasmática que se encuentra en las células animales. Forma
parte de los flagelos y del huso acromático durante la división celular.
Heterótrofo: aquel organismo que se alimenta de materia orgánica sintetizada por otros.
Opuesto a autótrofo
Las células eucariotas pueden ser de tipo animal o vegetal. Las vegetales, además de estar rodeadas de membrana plasmática, poseen una pared celular de celulosa que las confiere rigidez. Son células autótrofas, que realizan la fotosíntesis en unos orgánulos exclusivos, los cloroplastos, donde se almacenan los pigmentos fotosintéticos (clorofila, etc). Poseen en general una gran vacuola y no tienen centriolos.
Una célula vegetal es un tipo de célula eucariota de la que se componen muchos tejidos de los vegetales. A menudo, es descrita con los rasgos de una célula del parénquima, asimilador de una planta vascular. Pero sus características no pueden generalizarse al resto de las células de una planta, meristemáticas o adultas, y menos aún a las de los muy diversos organismos imprecisamente llamados vegetales.
Las células adultas de las plantas terrestres presentan rasgos comunes, convergentes con las de otros organismos sésiles, fijos al sustrato, o pasivos, propios del plancton, de alimentación osmótrofa, por absorción, como es el caso de los hongos, pseudohongos y de muchas algas. Esos rasgos comunes se han desarrollado independientemente a
6 Planello, R, Relación entre estructura y funcionamientohttp://ocw.innova.uned.es/biologia, Tipos de
células.
38
partir de protistas unicelulares fagótrofos desnudos (sin pared celular). Todos los eucariontes osmótrofos tienden a basar su solidez, sobre todo cuando alcanzan la pluricelularidad, en la turgencia, que logran gracias al desarrollo de paredes celulares resistentes a la tensión, en combinación con la presión osmótica del protoplasma, la célula viva. Así, las paredes celulares son comunes a los hongos y protistas de modo de vida equivalente, que se alimentan por absorción osmótica de sustancias orgánicas y, a las plantas y algas que toman disueltas del medio las sales minerales y realizan la fotosíntesis. Cabe agregar que no tienen centriolos en su interior, ya que estos sólo se presentan en las células animales.
Las células animales carecen de pared celular por lo que su morfología no es tan geométrica. Al ser heterótrofas, no son capaces de sintetizar sus propios hidratos de carbono, y no tienen cloroplastos.
Es el límite externo de las células eucarióticas. Es una estructura dinámica formada por 2 capas de fosfolípidos en las que se embeben moléculas de colesterol y proteínas. Los fosfolípidos tienen una cabeza hidrófila y dos colas hidrófobas. Las dos capas de fosfolípidos se sitúan con las cabezas hacia fuera y las colas, enfrentadas, hacia dentro. Es decir, los grupos hidrófilos se dirigen hacia la fase acuosa, los de la capa exterior de la membrana hacia el líquido extracelular y los de la capa interior hacia el citoplasma.
Su función es delimitar la célula y controlar lo que sale e ingresa de la célula.
El citoplasma es la parte del protoplasma que, en las células eucariotas, se encuentra entre el núcleo celular y la membrana plasmática. Consiste en una emulsión coloidal muy fina de aspecto granuloso, el citosol o hialoplasma, y una diversidad de orgánulos celulares que desempeñan diferentes funciones.
Su función es albergar los orgánulos celulares y contribuir al movimiento de éstos. El citosol es la sede de muchos de los procesos metabólicos que se dan en las células.
El citoplasma se divide en una región externa gelatinosa, cercana a la membrana, e implicada en el movimiento celular, que se denomina ectoplasma; y una parte interna más fluida que recibe el nombre de endoplasma y donde se encuentran la mayoría de los orgánulos.
Está subdividido por una red de membranas (retículo endoplasmático liso y retículo endoplasmático rugoso) que sirven como superficie de trabajo para muchas de sus actividades bioquímicas. En él se encuentran varios nutrientes que lograron atravesar la membrana plasmática, llegando de esta forma a los orgánulos de la célula.
Es el órgano más conspicuo en casi todas las células animales y vegetales, está rodeado de forma característica por una membrana, es esférico y mide unas 5 µm de diámetro. Dentro del núcleo, las moléculas de ADN y proteínas están organizadas en cromosomas que suelen aparecer dispuestos en pares idénticos. Los cromosomas están muy retorcidos durante la mitosis y enmarañados durante la interfase cuando es difícil identificarlos por separado.
La evolución de las células eucariotas dio lugar a la evolución de los organismos pluricelulares y con ello, a la diferenciación de distintos tipos celulares, con morfología y funciones diferentes. Hablamos de células especializadas que se organizan formando los tejidos, con funciones muy diferentes como son el transporte, la secreción, la defensa, la transmisión de impulsos eléctricos, la recepción de señales, la contracción, la absorción, etc.
39
El microscopio
El microscopio (viene de dos voces griegas micro = pequeño y scopio = observar) es un
instrumento óptico que sirve para aumentar el tamaño de los objetivos pequeños y para
visualizar detalles estructurales cuyas dimensiones son inferiores al límite del poder de
resolución del ojo humano.
Partes del microscopio
El microscopio compuesto es el resultado de la combinación de dos sistemas de lentes:
ocular y objetivo. Consta de dos partes: Una mecánica y otra óptica.
La parte mecánica: Está formada por un pie, un brazo, una platina, un tubo óptico, dos
tornillos uno micrométrico y otro micrométrico y un iluminador.
El pie: Es la base del microscopio que le da la estabilidad y el permite sostener el brazo.
En algunos modelos aloja a la lámpara y en otros al espejo.
El brazo: Sirve para transportar al microscopio y en algunos casos para regular su
inclinación. Es el soporte de la platina y contiene a los mecanismos que desplazan al
tubo óptico.
40
El tubo óptico: Es un tubo cilíndrico que asegura que el haz luminoso de cada punto
del objeto no sufra interferencia de luz externa. En el extremo superior se encuentra el
lente ocular y en el inferior el sistema de revólver con los lentes objetivos.
El macrométrico: Permite desplazamientos amplios del tubo óptico y sirve para enfocar
el objetivo.
El micrométrico: Produce desplazamientos cortos y lentos del tubo óptico. Precisa la
imagen ya enfocada por el macrométrico.
La platina: Es la placa o superficie que se une al brazo; puede ser cuadrada,
rectangular o circular y a la vez, fija o móvil; tiene un orificio central que da paso a los
rayos luminosos; y posee pinzas que sujetan el portaobjeto. Algunas platinas están
provistas de un dispositivo especial que produce movimiento en cruz y de unas reglas
provistas de nonios.
El iluminador: Está integrado por el espejo, el condensador y el diafragma. El principio
del microscopio radica en el origen de la luz.
El diafragma: Es el mecanismo que reduce o controla al diámetro del haz luminoso y el
ángulo de los rayos. El diafragma iris se encuentra debajo del condensador, es circular,
ajustable y su abertura se controla mediante una palanca.
La parte óptica: Está constituida por el sistema de lentes
Imagen de Sonia Correa
Estructura química y fisiológica de la materia viva
Los organismos están constituidos por una materia especial, físicamente los seres vivos
tienen una organización partiendo de la célula, órgano, tejido, aparato y sistemas.
Estructura química
Para comprender existen dos ramas:
Química inorgánica o mineral, que estudia los cuerpos inorgánicos simples o
compuestos.
Química orgánica o del carbono, estudia las sustancias orgánicas o también la base
de la vida los procesos biológicos y su estructura que son:
Carbono
41
Hidrógeno
Oxígeno
Nitrógeno
Elementos biogenésicos
Estos elementos permiten la formación de la vida por tal motivo son de importancia.
Estos son:
Carbono
Constituye el 20% de peso total de la naturaleza y la materia viva. En la naturaleza
están en forma de CO2. Se forma carbono orgánico durante la fotosíntesis.
Es el segundo elemento abundante en los seres vivos, se obtiene de los fósiles u otros
materiales orgánicos, este gas es producto de la combustión.
Hidrógeno
Conforma el 10% del peso total de la materia viva. Es un gas liviano. Se cree que fue el
primer elemento de la tierra, es abundante en la naturaleza.
El hidrógeno ayuda a la temperatura global. La propagación en el aire es baja.
Oxígeno
Conforma el 62% de la materia viva. Tiene afinidad para unirse con otros elementos
para formar compuestos químicos. Se genera de forma natural en el proceso de la
fotosíntesis, es un componente de la atmósfera del agua de la corteza terrestre. Permite
la vida de los seres ya que utiliza en la respiración animal o vegetal. La célula oxida las
moléculas de glucosas.
Nitrógeno
Constituye el 3% del peso total de la materia viva. En la naturaleza se le encuentra en
forma nitritos y nitratos. Es un elemento importante para la nutrición. Este gas
mezclándose con oxígeno se forma anestesia para las cirugías.
Niveles de organización de los seres vivos.
Todos los seres vivos están constituidos de materia y energía.
Energía.- Es la capacidad de realizar un trabajo, lograr un desplazamiento, cambio en el
estado o de posición de la materia.
Materia.- Es todo lo que posee masa y ocupa un lugar en el espacio.
La materia altamente jerarquizada en su organización, puede ser considerada en los
siguientes niveles biológicos:
Protoplasma o materia viva Es el material viviente de la célula, es decir todo el interior
de la célula.
Célula Es la unidad organizada de protoplasma; con existencia
prolongada e independiente capaz de reemplazar sus
propios materiales en un ambiente adecuado.
Tejido Asociación de células de la misma naturaleza y que
coordinan una misma función.
Órgano Unidad compuesta de varios tejidos agrupados para llevar a
cabo determinadas funciones coordinadas.
42
Sistemas Conjunto de órganos que cumplen funciones coordinadas.
Organismo Es un ser individual formado por un conjunto de partes
organizadas, capaz de utilizar materia y energía del medio
externo para poder crecer y reproducirse.
Población Grupo de individuos plantas, animales o protistas, que
viven en determinadas zonas.
Comunidad Es un grupo combinado de poblaciones que actúan en
forma recíproca, unas con otras, en un lugar determinado.
Ecosistema Combinación de la comunidad biótica con el ambiente
abiótico, unidad interrelacionada en zonas específicas.
Biosfera Define los límites físicos aptos para la vida desde una cierta
profundidad del suelo; desde el fondo de los océanos hasta
la atmósfera, comprende una faja de 16 kilómetros en la
que se incluyen todos los ecosistemas del planeta.
EVALUACIÓN 06
1.- En equipos de trabajo realiza un microscopio e identifica sus partes.
2.- Reflexiona sobre la importancia que tiene cada nivel en nuestra vida, observa
el gráfico y fundamenta su respuesta.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3.- ¿Son iguales las células que forman parte de vegetales y animales?
43
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
4.- ¿Qué características estructurales se destacan en cada una?
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
5.- ¿Cuáles son los procesos metabólicos específicos de cada tipo de célula
eucariota?
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
6.- Establezca diferencias entre:
PROCARIOTAS EUCARIOTAS
Investiga las partes de la célula y ubica sus partes en los gráficos
correspondientes, además establece semejanzas y diferencias.
CÉLULA ANIMAL CÉLULA VEGETAL
44
TEMA 7.- DISCIPLINAS AUXILIARES DE LA QUÍMICA
Medición masa y peso(3)
Para conceptualizar esta temática iniciemos reflexionando lo siguiente ¿Qué se
considera como estatura normal?¿Cómo se puede saber si las personas son altas o
bajas? Estas son unas reflexiones sobre las cuales nos volcamos para definir lo que es
una medida, “que significa comparar la magnitud física que desea cuantificar con una
cantidad de patrón que se denomina unidad”7 Medir es comparar una unidad de patrón
con aquello que se desea cuantificar.
Fotografía de Arturo Such
Sistema internacional de unidades(SI)
Existen siete magnitudes fundamentales a partir de las cuales es posible expresar cualquier otra
magnitud derivada.
7 Figueroa, H. (2012) Desafíos de la química. Santillana
45
Las magnitudes empleadas en Química son:
Magnitud
Longitud
Masa
Tiempo
Temperatura
Corriente eléctrica
Cantidad de materia
Intensidad lumínica
Unidad
metro
kilogramo
segundo
Kelvin
amperio
mol
candela
Símbolo
m
kg
s
K
A
mol
cd
Magnitud
Superficie
Volumen
Densidad
Velocidad de reacción
Definición
Extensión en que se consideran solo dos dimensiones. Se calcula mediante la unidad de
longitud elevada al cuadrado
Espacio ocupado por un cuerpo. Se calcula medinate la unidad de longitudelevada al cubo.
Cantidad de masa por unidad de volumen
Cantidad de partículas formadas o desaparecidas por unidad de tiempo
Unidad
metro cuadrado(m2)
metro cúbico(m3)
Kilogramo/metromcúbico(kg/m3)
moles formados/segundo(mol/s)
46
Instrumentos de medida muy utilizados en los laboratorios de química
La unidad más utilizada en la Química es la masa que es la cantidad de la materia que
posee un cuerpo, todos los cuerpos sean líquidos, sólidos y gaseosos tienen masa.
El peso es la fuerza que ejerce la gravedad sobre una masa, la diferencias está en que
la masa es la medida de cuanta materia hay en un objeto, mientras que el peso es una
medida de que tanta fuerza ejerce la gravedad sobre ese objeto. Para reflexionar ¿Cuál
es la importancia del estilo de vida de una persona y de su alimentación para su
bienestar y salud?
La Temperatura es una de las magnitudes fundamentales del SI, se mide la temperatura
con el termómetro como instrumento que tiene como característica cambiar la
temperatura, los más comunes son el termómetro de dilatación y el de resistencia los
más comunes son los siguientes:
8Escala Celsius o centígrada(0C) está dividida en 100 grados, donde 0 °C
representa el punto de congelación y los 100 °C, el punto de ebullición del agua a
la presión atmosférica normal. También llamada escala centígrada.
Escala Kelvin(K), el punto de partida es el cero absoluto que corresponde a una
temperatura de – 2730C.
Escala Fahrenheit, (°F). Esta se emplea en los Estados Unidos y se diferencia de
las anteriores en que el punto de congelación del agua se le asigna un valor de
32°F y al de ebullición 212°F.
Escala Rankine(°R), en esta escala el punto de congelación y ebullición del agua
es igual al intervalo que existe entre estos puntos en la escala de °F. La
diferencia está en el punto de congelación del agua que se marca en 492°R, y el
punto de ebullición se señala como 672°R.
8 Cruz,D.(2014) Química inorgánica Bachillerato General Unificado. Santillana- MINEDU.
47
Gráfico9
Relación de la química con otras disciplinas
El lenguaje de la Química, en los distintos contextos donde el ser humano realiza sus
actividades debe emplear un lenguaje adecuado: cuando vas a un partido de fútbol, por
ejemplo, dices gol, penalti, tiro de esquina etc. Cuando estás en la cocina el lenguaje es
diferente, expresas palabras como sartén, freír, aceite, sazón, etc. Al igual que en
cualquier espacio o ámbito de la vida la química también tiene un lenguaje propio, que
sirve para entender esta ciencia, por ejemplo, elemento, compuesto, mezcla, destilación,
sublimación etc.
Si la química se encuentra en todo lo que nos rodea, hay que preguntarse si la Química
ha permitido tener avances en nuestra sociedad, en la mejora de la calidad de vida de
los seres humanos, podríamos afirmar si la química apoyado otras ramas de la ciencia.
9 ADKINS, C.J., Thermal Physics. Cambridge University Press, 1987
48
La Química se puede definir con una sola palabra “TRANSFORMACIÓN QUE
OCURRE EN LA MATERIA” la química es de vital importancia ya que la aplican casi la
totalidad de las industrias, se relaciona con la Medicina, porque el cuerpo humano o
animal es un verdadero laboratorio de química donde se realizan permanentes
reacciones a nivel celular, órganos tejidos y sistemas, por lo que el personal médico
debe tener un profundo conocimiento para interpretar lo que ocurre en el organismo.
Con la Bioquímica, por el proceso de cambio permanente de las sustancias que se
encuentran en el organismo.
La Farmacia, el farmacéutico es el profesional que prepara los medicamentos y como
tal debe saber las propiedades físicas, químicas de los medicamentos.
Con la ingeniería, Un ingeniero, cualquiera sea la rama, debe saber química puesto que
requiere estudiar sobre la resistencia de los materiales, la calidad del cemento, hierro,
aluminio, plantas de producción de alimentos, plásticos etc10.
La Agronomía, requiere saber la composición química del suelo, los abonos, la
humedad del terreno, los insecticidas, fungicidas que son fórmulas químicas.
Las matemáticas juegan un papel importante dentro de la química, no solo por
relaciones numéricas, sino también por muchos fenómenos que pueden explicarse por
fórmulas matemáticas por ejemplo las matemáticas que se usan para realizar cálculos
estequiométricos11.
10
Armendaris, G.(2008). Química General para Bachillerato.
11 Cruz,D.(2014) Química inorgánica Bachillerato General Unificado. Santillana- MINEDU.
QUÍMICA
BIOQUÍMICA
ABOGACÍA
AGRONOMÍA
FARMACIA
MATEMÁTICAS
GEOLOGÍA
INGENIERÍA
MEDICINA
49
La Química está estrechamente relacionada con la Geología, en esta relación se forma
una nueva ciencia que es la Geoquímica12, esta estudia la composición química de la
tierra, distribución y abundancia de los elementos químicos, en minerales, rocas etc,
además apoya a la geología como mineralogía, petrología e hidrología etc.
Con la Jurisprudencia, un abogado requiere de conocimientos de química cuando se
trata de envenenamientos, saber de las propiedades de los tóxicos, la composición
química de las drogas, las pruebas de violación, huellas de sangre y heridas con armas
de fuego.
Los cuerpos y la materia, propiedades y transformaciones
La materia es todo lo que nos rodea, todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el
espacio. Desde esta conceptualización nos preguntamos ¿Cómo podríamos reconocer a
las distintas clases de materia?, sabiendo que la química es la ciencia que estudia la
materia, sus propiedades, su constitución cualitativa y cuantitativa.
Imagen- Just another WordPress.com site
Existen propiedades generales o extrínsecas, estas son comunes a toda clase de
materia, es decir; no proporcionan información acerca de las formas de las sustancias y
sus comportamientos.
Las propiedades específicas o intrínsecas son características de cada sustancia que
permiten diferenciar un cuerpo de otro, estas se clasifican en físicas y químicas13.
12
Cruz,D.(2014) Química inorgánica Bachillerato General Unificado. Santillana- MINEDU, La Química y otras ciencias.
13 Cruz,D.(2014) Química inorgánica Bachillerato General Unificado. Santillana- MINEDU, La materia y sus
propiedades.
50
Las propiedades químicas son aquellas que determinan el comportamiento de las
sustancias cuando se ponen en contacto con otras, cuando se determina una propiedad
química, las sustancias cambian o alteran su naturaleza.
¿Cómo ampliar nuestro conocimiento sobre la estructura de la materia?
Toda la materia que podemos ver en el Universo, incluida la que forma los seres vivos,
está constituida por átomos. Unos cuantos átomos, de todos los que existen en la
naturaleza, reúnen unas características que han posibilitado, mediante su combinación e
interacción, formar innumerables compuestos que constituyen la esencia de la
estructura y actividad de las diferentes formas de vida que hoy conocemos. Sabemos
que el átomo es la unidad estructural que justifica la química de cualquier sistema, así
pues, conocer la estructura del átomo se hace indispensable de cara a analizar tanto las
estructuras como las innumerables reacciones químicas que constituyen los sistemas
vivos.
La tabla periódica
La Química fue conocida y utilizada desde antes de Cristo de forma netamente
rudimentaria, en esta primera clasificación se hizo de forma muy general.
La materia
Sustancias puras
Está compuesta por un solo tipo de materia, son simples y compuestas.
Mezclas
Son uniones físicas físicas de sustancias, estas son homogéneas y heterogéneas.
51
Döberiner
• Formuló la ley de las tríadas.
• 3 elementos con propiedades físicas y químicas muy parecidas.
• Mostró también que el peso atómico del elemento central de cada tríada era aproximadamente el promedio aritmético.
Newlands
• Propuso la ley de las octavas
• 8 elementos aparecían con propiedades parecidas
• Ordenó a los elementos en grupos y períodos, aunque con diferentes problemáticas unos tenían propiedades parecidas y otros completamente diferentes.
Mendeleev Meyer
• Manifestó la periocidad con relación a la masa atómica
• Mendeleev hacía énfasis en la propiedades químicas de los elementos, organizó a los elementos en orden creciente de sus pesos atómicos, en filas y columnas de tal forma que los elementos que quedaban en la misma columna tenían propiedades semejantes.
• Meyer hacía hincapie en las propieades físicas de los elementos.
• Estableció la ley periódica
Tabla periódica moderna
Moseley
• Los elementos químicis se ordenan de acuerdo a nu número atómico
•Las propieadades físicas y químicas de los elementos son función períodica de sus números atómicos
•La tabla períodica presenta un ordenamiento de 118 elementos que se ordenan según su número atómico
•Los elementos se disponen en filas horizontales llamados períodos y en columnas denominados grupos o familias.
52
Imagen de Damarys Arias
Ventajas de la tabla periódica moderna
Organizados por
grupos y períodos
Situa una casilla para cada
elemento el cual consta; símbolo, número y masa
atómica
Los metales como buenos
conductores de la electricidad
Todos los elementos
de los Subgrupos
son metales
De izquierda a derecha
cambian de metal a no
metal
ORO
COBALTO
PLOMO
ALUMINIO
AZUFRE
53
Los átomos: su estructura justifica su interacción química y todas las propiedades que
explican su comportamiento en la materia.
Materia: Todo aquello que tiene una masa y ocupa un espacio.
Elemento químico: Sustancias puras compuestas por un único tipo de átomos y que no
pueden descomponerse en variedades más simples de materia.
Átomos: la partícula más pequeña de un elemento que conserva las propiedades de
ese elemento. Son las unidades estructurales básicas constituyentes de toda la materia.
De todos los elementos químicos que se han encontrado como constituyentes de la
materia son seis de ellos los que han sido capaces de agruparse y formar
combinaciones que constituyen prácticamente el 99% de toda la materia de los seres
vivos: Carbono (C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O), Nitrógeno (N), Fósforo (P) y Azufre (S).
Por tanto, estos seis tipos de átomos han sido capaces de llegar a un grado tal de
compleja organización que les hace ser, prácticamente, los responsables últimos de
todos los procesos químicos que constituyen la “vida”.
Además de estos seis elementos mencionados, existen algunos otros bioelementos que
aparecen y son imprescindibles en todas las formas de vida conocidas (Na, K, Ca, Mg y
Cl) y que constituyen prácticamente el 1% restante. Por otra parte, existen algunos
elementos más (Fe, Cu, Zn, Mn, I, Ni, Si, F, ...) que desempeñan funciones esenciales
en los procesos bioquímicos, pero que se
encuentran en cantidades muy bajas
(trazas). De esos últimos algunos están
presentes en todos los seres vivos, pero
otros aparecen sólo en algunos.
El conocimiento de la estructura del
átomo14 se hace imprescindible, ya que
en ella reside la esencia del
14
http://ocw.innova.uned.es/biologia/ Universidad Nacional a Distancia.
54
comportamiento químico de toda la materia.
En el átomo podemos encontrar dos zonas:
El núcleo: región cuya principal característica es que presenta carga eléctrica
positiva. En él encontramos dos tipos de partículas: protones y neutrones.
Región externa al núcleo donde encontramos los electrones (con carga eléctrica
negativa).
De las tres partículas subatómicas mencionadas, a los electrones se les considera
partículas fundamentales. No es así a los protones y a los neutrones, ya que
actualmente se sabe que, a su vez, están formados por otras partículas, que sí se
consideran fundamentales y que se han denominado quarks. Por tanto, podemos decir
que toda la materia visible del universo, incluyendo la de los seres vivos está formada
por unas partículas fundamentales denominadas quarks y electrones.
Núcleo atómico: Región del átomo, con carga positiva, formada por protones y
neutrones
Electrones: Partícula fundamental subatómica, con carga negativa (-1).
Protones: Constituyentes del núcleo atómico, con carga positiva (+1), formados por
quarks.
Neutrones: Constituyentes del núcleo atómico, con carga neutra, formados por quarks.
Quarks: Partícula fundamental subatómica. Podemos encontrar 6 tipos de quarks.
Combinaciones de dos de ellos (quarks up y quarks down) son los que forman los
protones y los neutrones. Unidad de carga: La carga que posee un electrón, que es
igual y de signo contrario a la de un protón.
Desde un punto de vista químico, las propiedades de un átomo se pueden describir en
función del número de protones, neutrones y electrones. Por tanto, para avanzar en
nuestro conocimiento de la estructura química del átomo nos quedamos con:
1. los protones, que son partículas subatómicas situados en el núcleo
atómico, que tienen carga eléctrica positiva (+1) y que a su vez están
constituidas por unas partículas fundamentales que se han denominado
quarks.
2. los neutrones, partículas subatómicas también situadas en el núcleo
atómico, sin carga, y de masa similar a la de los protones. También están
constituidas por quarks y, por último,
3. los electrones, partículas fundamentales que se sitúan alrededor del
núcleo y tienen carga negativa (-1).
55
Modelos atómicos
En un átomo neutro, el número de protones debe ser igual al número de
electrones
La carga eléctrica de los protones y los electrones es igual y de signo contrario. Se ha
fijado como unidad de carga la carga de un protón o de un electrón. Por tanto, decimos
que sus cargas son, respectivamente, +1 y -1. Resulta obvio que, en un átomo neutro, el
número de electrones debe ser igual al número de protones.
Lo que determina el tipo de átomo es el número de protones15
Cada uno de los diferentes elementos químicos está constituido por un único tipo de
átomo. El tipo de átomo viene determinado por el número de protones que haya en su
núcleo. Así por ejemplo, los átomos con un protón son los átomos de hidrógeno; con dos
protones, los átomos de Helio; con tres protones, los átomos de Litio, etc.
Al número de protones que un átomo tenga en su núcleo es a lo que denominamos
número atómico (Z).
La masa atómica y el número másico
Las masas de los átomos se han establecido de forma
relativa: se comprobó, por ejemplo, que el átomo más
ligero era el H, y que el átomo de carbono, C, pesaba
aproximadamente 12 veces más que el átomo de H, el
átomo de oxígeno 16 veces más, etc. Para establecer
15
http://ocw.innova.uned.es/biologia/ Universidad Nacional a Distancia.
DALTON. El átomo tiene una forma de esfera compacta de tamaño y masas que no podían ser divididas.
THOMSON. Es una esfera compacta, en el interior se encuentran partículas positivas y en la superficie partículas negativas.
RUTHERFORD. Se asemeja al sistema solar, consta de un núcleo que representa al sol con dos calses de partículas protones y neutrones y una envoltura que representa a los planetas y contiene una clase de partículas que son los electrones.
BOHR. Toma como base el modelo de Rutherford. Los electrones se mueven en órbitas alredor del núcleo, las órbitas giran en espiral, los electrones pueden ganar o perder energía cuando saltan de una órbita a otra.
MODELO ATÓMICO ACTUAL. Sommerfeld realizó modificaciones al modelo de Bohr sobre
la cual además de existir órbitas elípticas también existen circulares y esta además ha permitido la existencia de niveles y subniveles de energía.
56
las masa atómicas relativas de todos los átomos se decidió tomar como referencia el
átomo de carbono-12 (12C), asignándole una masa de valor 12 unidades. A estas
unidades es a lo que se denominó unidades de masa atómica (uma).
Así, actualmente decimos que: el átomo de C tiene una masa de 12 uma (aprox.); el H 1
uma (aprox.), el oxígeno 16 uma (aprox.), etc. En bioquímica se suele usar como
unidades de masa atómica el Dalton (D): 1 Dalton = 1 uma.
Número atómico (Z): Número de protones presente en los núcleos de los átomos de un
determinado elemento. Lo representamos con la letra Z.
Número másico (A): Suma del número de protones (Z) y del número de neutrones (N)
presente en los núcleos de un determinado átomo. Lo representamos con la letra A.
Masa atómica relativa: Masa de un átomo de un elemento, referida a la del 12C (=12
uma), expresada en unidades de masa atómica. Unidad de masa atómica (uma) (igual
a Dalton): La doceava parte de la masa del átomo de carbono-12 (12C).
Isótopos: Átomos con igual número de protones (por tanto del mismo tipo) pero con
diferente número de neutrones (igual número atómico, pero diferente número másico).
Masa atómica de un elemento: Masa atómica ponderada de los diferentes isótopos
que existen en ese elemento.
Prácticamente toda la masa de un átomo está concentrada en ese pequeñísimo espacio
que ocupa el núcleo atómico. Se ha podido comprobar que las masas de los protones y
de los neutrones, que son prácticamente iguales entre sí son, a la vez, del orden de
1840 veces superiores a la masa del electrón. Además sabemos, que en nuestra escala
relativa de masas, el átomo de 1H (con 1 protón y ningún neutrón en su núcleo) tiene 1
uma (1 Dalton) de masa: es decir, la masa de 1 protón será aproximadamente 1 uma.
Luego, con estos datos (masa de protones y neutrones aproximadamente igual y ambas
próximas a la unidad de masa atómica) podemos concluir que la masa de un átomo será
prácticamente igual a la suma del número de protones y de neutrones que lo
compongan.
A la suma del número de protones y de neutrones es a lo que denominamos número
másico (A).
Diferente número de neutrones determina la presencia de diferentes isótopos dentro de
un mismo tipo de átomos
Los neutrones son partículas sin carga, pero, como acabamos de ver, su masa es
similar a la del protón. En muchos de los diferentes elementos químicos existen átomos
que presentan diferente número de neutrones en su núcleo. Es decir, existen átomos
que aun siendo del mismo tipo (igual número de protones o número atómico) tienen
diferente número de neutrones. Esto implica que existirán, dentro de ese elemento,
átomos cuya masa sea ligeramente diferente, y que denominamos isótopos. Así, por
ejemplo: para el átomo de hidrógeno se han encontrado tres isótopos distintos:
el más abundante en la naturaleza (el que no presenta ningún neutrón): 1H,
además existen átomos de H con 1 neutrón: 2H (deuterio), y
átomos con dos neutrones: 3H (tritio).
57
Teniendo en cuenta la presencia de isótopos, la masa atómica de un elemento será la
masa atómica ponderada de los diferentes isótopos, medida en unidades de masa
atómica (uma ó D).
Por ejemplo: existen tres isótopos para el carbono. Sus abundancias relativas son
98,892% para 12C, 1,108% para 13C y una cantidad despreciable de 14C. La masa
atómica del carbono será por tanto:
Configuración electrónica
Erwin de Schrödinger, describió el comportamiento del electrón y contribuyó
significativamente a la elaboración de modelo atómico actual, con la formulación de un
sistema para indicar la ubicación de un electrón, considerado como una onda en los
orbitales.
EVALUACIÓN 07
1) Reflexiona sobre lo que es la temperatura y que instrumento se utiliza, junto a tu
maestro/a realiza una práctica sencilla.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2) ¿Cuáles son los instrumentos que se utilizan para la longitud?
Número cuántico principal(n): define una capa o nivel de energía en la periferia del núcleo del átomo.
Número cuántico secundario(l): determina la forma del orbital , es decir la región donde el electrón se mueve (s,p,d y f)
Número cuántico magnético(m): define la orientación que pueden presentar los orbitales de un mismo subnivel en relación al campo magnético externo,indica la orientación espacial de dicho orbital.
Número cuántico de espín(s): Puede albergar como máximo dos electrones, se diferencias entre sí por el sentido de giro sobre su eje, cuando dos electrones ocupan el mismo orbital, sus sentidos de giro son opuestos.
NÚMEROS
CUÁNTICOS
58
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3) Realiza varias conversiones de temperatura
4) ¿Cuáles son los estados de materia que tú conoces?
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
5) Realice trabajo en equipo sobre los estados de la materia, sus propiedades y
transformaciones tanto físicas como químicas cita ejemplos de los mismos.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
6) Clasifica junto a tus compañeros/as de aula las sustancias puras, mezclas
homogéneas y heterogéneas de lo siguiente: salsa de tomate, mostaza, madera,
cemento, cartón, jugo de tomate, naranja, agua, papel y granito.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
7) Realiza una lista de productos químicos que empleas en los diferentes ámbitos
de tu vida, analiza el beneficio y lo perjudicial que a la vez puede ser la química.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
8) ¿Por qué es importante clasificar a los elementos químicos?
59
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
9) Reflexiona y realiza una lista de aquellos elementos relacionados con productos
que usas en la vida cotidiana.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
10) Subraya en una molécula.
los átomos de uno o varios elementos pueden estar unidos sólo mediante enlaces
covalente
los átomos de varios elementos pueden estar unidos sólo mediante enlaces
iónicos
los átomos de uno o varios elementos pueden estar unidos por enlaces covalente
y enlaces de hidrógeno
los átomos de varios elementos pueden estar unidos por enlaces covalente y
enlaces de hidrógeno
11) Señala a que grupo de la tabla periódica pertenecen los siguientes elementos Na,
Al, Br, Fr, Ca, Se.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
12) Si un elemento químico se encuentra localizado en la tabla en el período 5 y en el
grupo VII ¿Cuántos niveles y cuántos electrones debe tener en su último nivel?
Indique la distribución y el elemento.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
13) Investiga sobre los grupos o familias de la tabla periódica, organízate en tu aula y
construye una tabla de tal manera que cada uno de los integrantes se apropie de
los elementos químicos.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
60
14) Realiza un mapa mental sobre las propiedades físicas y químicas de los metales
y no metales.
15) Explica cómo varían las siguientes propiedades en el contexto de la tabla
periódica de los elementos químicos: afinidad electrónica, electronegatividad,
potencial o energía de ionización, radio o tamaño atómico, carácter metálico.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
16) ¿Cómo podrías diferenciar a un elemento químico de un compuesto y de una
mezcla?
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
17) ¿Por qué la materia y energía se encuentra íntimamente relacionadas?
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
18) Los fuegos artificiales emiten varios colores como rojo, amarillo, verde, en la
composición de estos fuegos pirotécnicos entran diversos metales, que son los
responsables de la emisión dependiendo de la frecuencia y característica en que
el metal se calienta, explica este fenómeno en base alguna teoría atómica.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
61
TEMA 08.- PRINCIPIOS QUE RIGEN LA NOMINACIÓN DE LOS COMPUESTOS
QUÍMICOS
Interacciones entre átomos: moléculas e iones16
Los átomos, las unidades estructurales químicas que forman la materia, muy raras
veces los encontraremos solos. Por el contrario: tratarán de agruparse formando
moléculas u otros tipos de agregados. Como resultado de estas interacciones, los
átomos comparten o intercambian sus electrones:
1. Si dos átomos comparten 2, 4 o 6 electrones, como resultado de esta interacción
se forma un enlace entre ambos átomos (sencillo, doble o triple, respectivamente)
que denominados enlace covalente.
2. Si uno de los dos átomos tiene mucha avidez por los electrones (carácter
fuertemente electronegativo) y el otro, por el contrario tiene mucha facilidad para
cederlos (muy baja electronegatividad), en lugar de compartir los electrones se da
un intercambio: un átomo capta un electrón de otro que se lo cede. Como
resultado de este tipo de interacción decimos que se ha formado un enlace
iónico entre ambos.
En medio de estos dos casos extremos existe toda una gradación. Desde el reparto de
los electrones al 50% entre los dos átomos enlazados (enlace covalente puro), hasta el
intercambio total de electrones (enlace iónico), todas las situaciones de reparto no
equitativo de los electrones son posibles: es decir, los electrones son compartidos, pero
la carga recae más parcialmente en uno de los dos átomos del enlace que en el otro
(enlace covalente con cierta polaridad).
De las formas de agrupación entre átomos que encontramos en la
materia biológica, la más frecuente y fundamental son las moléculas:
combinaciones de átomos, enlazados de forma covalente, y que
forman unidades discretas (ej: H2O, O2, glucosa, etc…). A las
moléculas específicas de la materia biológica las denominamos biomoléculas.
Debemos destacar la importancia del carbono, integrante común a todas ellas, átomo
cuyas propiedades han permitido la gran variedad de estos compuestos biológicos,
circunstancia que ha hecho posible la existencia de la vida.
Por otra parte, también van a ser de gran importancia en los sistemas
biológicos la presencia de sales. Estas sales son compuestos
iónicos, caracterizados por ser agregados de átomos unidos por
enlaces iónicos, es decir: habrá átomos que hayan cedido uno o más
de sus electrones y otro u otros que los hayan captado. Estos
agregados no forman unidades discretas, como era el caso de las
moléculas, sino redes continuas en las que se van alternando los iones
que forman el compuesto.
Estructura de la forma cristalina del Cloruro sódico
16
http://ocw.innova.uned.es/quimica/
62
Estas sales, cuando se disuelven en agua, se disocian en los iones que las constituyen.
Por ejemplo: cuando se disuelve NaCl (cloruro sódico) en agua encontraremos en la
disolución iones positivos (cationes) Na+ e iones negativos (aniones) Cl- solvatados
(rodeados por moléculas de agua).
La existencia de iones en los seres vivos resulta esencial para el mantenimiento tanto de
estructuras como de determinadas funciones asociadas a éstas. Entre los iones más
frecuentes hallados en los seres vivos nos encontramos con Na+, K+, Cl-, Mg2+, Ca2+,
HCO3-, H2PO4
-.
Otras interacciones de especial interés en el mantenimiento de las estructuras y en
prácticamente todos los procesos bioquímicos que tienen lugar en los seres vivos, son
los enlaces de Hidrógeno. Estos pueden darse dentro de una misma molécula
(intramoleculares) o entre dos moléculas diferentes (intermoleculares). Se trata de
interacciones más débiles y caracterizadas por la unión de un átomo de H, a otro átomo
muy electronegativo y pequeño. El átomo de hidrógeno tiene que estar enlazado
covalentemente a un átomo muy electronegativo (en moléculas biológicas: Cl, N, O).
Teoría de los enlaces químicos
Todo tipo de materia con la que interactuamos diariamente está formada por
conglomerados de átomos o compuestos químicos, incluidos los elementos que forman
parte de nuestro organismo.
Las sustancia para vivir son los compuestos iónicos y covalentes y cada uno cumple
funciones especiales. Los compuestos químicos son conjuntos de átomos de diferentes
elementos que interactúan a nivel de los electrones de su última órbita.
La química como ciencia de la materia, estudia a los átomos y a los conglomerados
atómicos estables; en estos conglomerados donde ocurren las interacciones materia-
energía una de las interacciones la constituye los enlaces químicos, las propiedades
químicas de los átomos dependen esencialmente del comportamiento de electrones del
último nivel, es decir, de su capacidad de combinación o valencia.
Los enlaces químicos son las fuerzas de atracción entre átomos que los mantienen
unidos en las moléculas, se consideran que los átomos se unen tratando de adquirir en
su último nivel de energía una configuración electrónica estable.
Estructura de Lewis, son representaciones de los átomos con el símbolo del elemento y
los electrones alrededor como líneas o puntos. A estas también se las llama diagramas
de puntos.
En general para los elementos representativos (recordar que el número de grupo indica
el número de electrones de valencia) tenemos:
63
Clasificación de los enlaces químicos
El enlace iónico es aquel que ocurre por la transferencia de electrones entre átomos
con diferencia de electronegatividad mayor a 1.7, el elemento más electronegativo
acepta los electrones del menos electronegativo para completar su octeto.
Enlace covalente, los enlaces que mantienen unidos a sus átomos para formar las
moléculas se llaman enlaces covalentes, mediante la cual se generan sustancias
denominadas covalentes.
En sí, el enlace covalente consiste en la unión de átomos al compartir uno o varios
pares de electrones.
Imagen- recursos para profesores gratis full química
Enlaces covalente múltiples, cuando los átomos que intervienen requieren un sólo
electrón para completar su configuración de gas noble, por tanto, comparte un sólo par
de electrones17.
17
Cruz,D.(2014) Química inorgánica Bachillerato General Unificado. Santillana- MINEDU, clases de enlaces químicos.
ENLACES QUÍMICOS
IÓNICO
Capta o ceden electrones a fin de alcanzar estabilidad y se llaman iones, Anión cargado negativamente y Catión cargado positivamente.
COVALENTE Múltiples, Apolar,
polar y coordinado
64
Enlace covalente apolar, cuando las moléculas no presentan diferencias en su
electronegatividad se llaman moléculas apolares como por el ejemplo entre el cloro y el
hidrógeno.
Enlace covalente polar, esto sucede cuando los átomos que se enlazan tienen una
electronegatividad diferente por ejemplo.
Imagen- recursos para profesores gratis full química
Enlace covalente coordinado, este enlace tiene lugar entre distintos átomos y se
caracteriza porque los electrones que se comparten son aportados por uno solo de los
átomos, el átomo que aporta sus electrones se denomina dador y el que recibe
receptor18.
Imagen- recursos para profesores gratis full química
Nomenclatura química
En la vida cotidiana es posible la relación con las personas y el entorno gracias a que
utilizamos un lenguaje, de igual manera los químicos sin importar qué lenguaje hablen
desde cualquier origen. Para ello se ha creado la nomenclatura química que permite el
intercambio de información.
Es importante comprender la lectura y escritura de fórmulas de los compuestos
inorgánicos.
18
Cruz,D.(2014) Química inorgánica Bachillerato General Unificado. Santillana- MINEDU, clases de enlaces químicos.
65
Estados o número de oxidación19
Se consideran tres tipos de valencia.
Valencia iónica, es el número de electrones que un átomo gana o pierde al combinarse
con otro átomo mediante un enlace iónico, por ejemplo. El átomo de Ca pierde dos
electrones al formar enlaces iónicos, así mismo el oxígeno gana dos electrones al
combinarse iónicamente con otro átomo, por lo tanto su valencia iónica es dos.
Valencia covalente, es el número de electrones que un átomo comparte con otro al
combinarse mediante un enlace covalente.
Número de oxidación, pueden ser positivos, negativos, fraccionarios o cero según la
tendencia del átomo de ganar o perder electrones. Los elementos metálicos siempre
tienen números de oxidación positivos.
Valencia, es la capacidad que posee un elemento para combinarse con otro , se toma
de referencia el átomo de hidrógeno que tiene valencia 1, es decir se puede combinar
con cualquier otro elemento.
19
Cruz,D.(2014) Química inorgánica Bachillerato General Unificado. Santillana- MINEDU, Principios que rigen la
nominación de los compuestos químicos.
FÓR
MU
LAS
QU
ÍMIC
AS Empírica, expresa la composición estequimétrica del compuesto,
representa la proporción mínima en la que se combinan los átomos en un compuesto.
Estructural, Indica la sucesión y organización espacial de los átomos en una molécula.
Electrónica (Fórmula de Lewis), indica los electrones de cada átomo y la unión o enlace que se presenta.
Molecular, muestra con exactitud la relación entre los átomos que forman la molécula, es igual a la fórmula empírica, se puede determinar conociendo el peso molecular del compuesto y el peso de la fórmula mínima.
66
Imagen de María León
Función química, es un conjunto de compuestos o sustancias con características y
comportamiento comunes.
Grupo funcional, es un átomo o grupo de átomos que le confieren a los compuestos
pertenecientes a una función química, por ejemplo, a la función ácido se la reconoce
porque en su estructura está presente el grupo funcional H+(Hidrogenión) y la función
Hidróxido se caracteriza por la presencia del grupo funcional OH- (Hidroxilo), así la
fórmula es HCl y la del Hidróxido de Sodio es NaOH.
En la química orgánica las funciones más importantes son ácido, base y sal.
Función óxido20
Los óxidos son compuestos inorgánicos binarios, es decir, están constituidos por dos
elementos que resultan de la combinación del oxígeno con cualquier otro elemento por
ejemplo, el Cobre arde en presencia del oxígeno y el Magnesio en el aire.
Metal alcalino que plateado, reactivo, arde con llama amarilla, se oxida en presencia de oxígeno y reacciona violentamente con el agua.
20
Cruz,D.(2014) Química inorgánica Bachillerato General Unificado. Santillana- MINEDU, Principios que rigen la
nominación de los compuestos químicos.
67
Cuando se forman con un no metal y el oxígeno son óxidos ácidos, denominados
compuestos orgánicos binarios formados por un no metal y el oxígeno. Ejemplo SO2,
N2O5, el nombre de óxidos ácidos se debe a que al combinarse con el agua forman
ácidos oxácidos y tienen reacciones ligeramente ácidas. SO3 + H2O= H2SO4 y el nombre
de óxido ácido o anhídrido toma cuando de elimina el agua. H2SO4-H2O= SO3
Ca2+O-2 = Ca2O2 = CaO
Nomenclatura
El genérico es la palabra óxido
El específico del metal o no metal con sus distintas terminaciones.
Ejemplo SO3 es el Trióxido de Azufre o Óxido de Azufre (VI)
Función hidróxido21
Los Hidróxidos, también llamados bases se caracterizan por liberar iones OH- , tienen un
Ph alcalino o básico y tienen un sabor amargo.
Estos son compuestos ternarios que se forman de la reacción de los óxidos ácido con el
agua, son de gran importancia en la industria puesto que son reactivos indispensables
en la fabricación de jabones, detergentes y cosméticos, pueden ser: Soda cáustica
(NaOH), leche de magnesia (Mg(OH)2), el cloro de piscina (hipoclorito de
21
Cruz,D.(2014) Química inorgánica Bachillerato General Unificado. Santillana- MINEDU, Función Hidróxido.
LOS ÓXIDOS
BÁSICOS
(Metal + O2)
TRADICIONAL
Emplea prefijos como hipo, per. sufijos
como oso, ico
STOCK
(emplea el número de oxidación)
ÁCIDOS
(No metal + O2)
SISTEMÁTICA
Emplea prefijos como mono, di, tri
NOMENCLATURA
Pueden ser
68
sodio),antiácidos en general, productos de limpieza, amoníaco (NH3), jabón y
detergente, bicarbonato de sodio.
El jabón es una base, imagen wikipedia
Ejemplos:
FeO +H2O = Fe(OH)2 Hidróxido Ferroso
Fe2O3 +H2O = Fe(OH)3 Hidróxido Férrico
Función ácido
Son sustancias que se caracterizan por liberar iones H+ cuando se encuentran en
solución acuosa, presentan un sabor agrio. Son compuestos binarios formados por el
Hidrógeno y un no metal en estado gaseoso, estos ácidos hidrácidos para nombrarlos
se antepone la palabra ácido y se nombra al elemento con la terminación hídrico.
El hidrógeno trabaja con número de oxidación positivo H+1 en estos ácidos el no metal
debe tener número de oxidación negativo H+1 Cl-1
LOS ÁCIDOS
HIDRÁCIDOS
(Hidrógeno más metal)
Se nombra ácido hidrácido
OXÁCIDOS
(Hidrógeno, no metal y oxígeno)
IUPAC
Ácido hipo-oso
Ácido-oso
Ácido- ico
Ácido per-ico
STOCK
Ácido - (I)
Ácido - (III)
Ácido- (V)
Ácido- (VII)
69
NOMENCLATURA DE LOS ÁCIDOS
Los hidrácidos provienen de la reacción de un halógeno con el hidrógeno. Son
compuestos binarios cuya fórmula contiene sólo dos elementos: hidrógeno y un no
metal. Para nombrarlos, se usa la palabra ácido seguida de la raíz del no metal con la
terminación hídrico. Por ejemplo:
HCl: Ácido clorhídrico
Los ácidos oxácidos provienen de la reacción de un anhídrido con el agua. Son
compuestos terciarios que incluyen, además del hidrógeno y el no metal, al oxígeno en
su composición. Para nombrarlos se escribe primero la palabra ácido seguida de la raíz
del no metal con los prefijos o sufijos hipo-oso, oso, ico y per-ico, que señalan el
estado de oxidación del no metal en el ácido. Por ejemplo:
H2SO4 : Ácido Sulfúrico
Existen casos espaciales de hidratación de P, As, Sb, en la familia de los nitrogenoides
(VA) estos tres no metales pueden formar ácidos añadiendo diferente número de
moléculas de agua y se los designa por prefijos:
Cuando se agrega una molécula de agua el prefijo META
Cuando se añade dos moléculas de agua el prefijo PIRO
Cuando se añade tres moléculas de agua el prefijo ORTO
P2O3 + 1H2O = H2P2O4 HPO2
P2O3 + 2H2O = H4P2O5 H4P2O5
P2O3 + 3H2O = H6P2O6 H3PO3
Lo mismo sucede con P2O5
EVALUACIÓN 08
1.- Realiza trabajo en grupo e investiga sobre las propiedades de los enlaces iónicos y
covalentes.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2.- Determina cuántos electrones tienen que ganar o perder los átomos de los siguientes
elementos para adquirir la configuración de gas noble y cuál es ese gas noble.
Ácido Meta Fosforoso
Ácido Pirofosforoso
Ácido ortofosforoso
70
S, Al, Li, Sr, I, Cs
3.- Corrige el error de los siguientes compuestos
CaO
LiN2
Al2O
4.- Explica tu respuesta en el enlace covalente existen iones o moléculas fundamenta el
Por qué?
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
5.- Investiga y reflexiona frente a ¿qué tipo de fuerzas intermoleculares se espera para
las sustancias de CH4, Metano, CCl4, tetracloruro de carbono? ¿cómo serán sus puntos
de ebullición?
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
6.- Iones importantes en los organismos vivientes
Ión Función Fuente
Na+ Se encuentra en el exterior de la célula regula la cantidad de líquidos.
Sal….
K+
Ca++
Mg++
Fe++
I-
71
Mn++
7.- Qué iones formarán los siguientes átomos
Li Cl
Na K
F Al
8.- ¿Por qué es necesario utilizar símbolos y fórmulas químicas?
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
9.- ¿Qué hace que los átomos se atraigan para formar nuevos compuestos químicos?
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
10.- Realiza ejemplos de fórmula empírica, estructural, electrónica y molecular
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
11.- En grupos de trabajo organicen cartas de naipe con los elementos químicos más
utilizados, de tal manera que permita apropiarse de los números de oxidación.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
12.- Investigue sobre las normas para calcular el número de oxidación en los
compuestos.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------
72
13.- Resuelve los siguientes ejercicios.
FÓRMULA NOMBRE DE
LA
COMPOSICIÓN
NOMBRE STOCK NOMENCLATURA
TRADICIONAL
Cr2O3 Trióxido de di
cromo
Óxido de Cromo III Óxido crómico
CaO
N2O5
SO3
Cl2O5
FeO
PbO2
MgO
Al(OH)3
NaOH
H2CO3
HClO3
H2SO3
H3AsO4
14.- En grupos de trabajo elabora un tríptico sobre las funciones óxidos, hidróxidos y
ácidos Hidrácidos y Oxácidos la información debe incluir: ¿Cómo están formados?.
Clasificación, nomenclatura, utilidades y cuidados al momento de trabajar con los
mismos.