Tema 1. Composición química de los seres vivos

¿Qué es un átomo?

Es la partícula fundamental de la materia, tiene un núcleo formado por protones y alrededor electrones que giran alrededor del núcleo.

¿Un átomo se puede dividir?

Un átomo es divisible (ej: bombas atómicas); pero pierde todas las características y deja de ser un átomo para convertirse en partes de un átomo.

¿Qué es un elemento?

Es materia que se compone de átomos de la misma clase o tipo; se clasifican en categorías en base a su número atómico.

¿Qué es una molécula?

Es la unión de DOS o más átomos formados mediante enlaces químicos. Los enlaces deben ser estables (energéticamente neutros).

La valencia es

Es el número de electrones que un átomo tiene en su último nivel de energía. Determina cuántos enlaces puede formar un elemento.

¿A qué es equivalente el número atómico?

Al número de protones en el átomo

Características de un átomo estable

Tiene su última orbita llena o tiene 8 electrones en su última orbita (regla del octeto).

¿Cuáles son los bioelementos?

CHONPS (Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno, fósforo y azufre)

¿Qué significa oxidación y reducción?

+ Oxidación CEDE electrones - Reducción ACEPTA electrones

Número atómico y valencia de C

NA: 6 V: ±4

Número atómico y valencia de H

NA: 1 V: ±1

Número atómico y valencia de O

NA: 8 V: -2

Número atómico y valencia de N

NA: 7 V: -3

Número atómico y valencia de P

NA: 15 V: +5 / -3

Número atómico y valencia de S

NA: 16 V: -2

Enlace covalente

NO metales comparten iones = Electrones se COMPARTEN (Ej: Metano CH4)

Enlace iónico

CEDEN electrones, se forman iones y se unen por cargas eléctricas (Ej: Cloruro de sodio NaCl)

¿Qué es un grupo funcional?

Grupo de átomos que reaccionan en una molécula y que le confieren propiedades y características propias.

Grupo funcional y ubicación HIDROXILO

-OH / HO- Azúcares (carbohidratos, glúcidos) y ácidos nucleicos

Grupo funcional y ubicación ÁCIDO CARBOXÍLICO

R-COOH Lípidos (ácidos grasos) y proteínas (aminoácidos)

Grupo funcional y ubicación AMINO

R-NH2 Ácidos nucleicos (ADN/ARN) y proteínas (aminoácidos)

Grupo funcional y ubicación METILO

-CH3 Ácidos nucleicos (ADN/ARN) y proteínas (aminoácidos)

Grupo funcional y ubicación FOSFATO

PO₄³⁻ Ácidos nucleicos (ADN/ARN)

Grupo funcional y ubicación SULFHIDRILO

R-S-H Proteínas (algunos aminoácidos)

Grupo funcional y ubicación ALDEHIDO

extremos de la cadena -CHO Azúcares (carbohidratos, glúcidos)

Grupo funcional y ubicación CETONA / carbonilo

intermedio en la cadena (nunca en los extremos) R-CO-R´ Azúcares (carbohidratos, glúcidos)

importancia del agua para los seres vivos

Alimento más importante para los seres vivos (no se puede resistir sin él más de 4-5 días) Ingerimos a través del agua oligoelementos entre ellos minerales, indispensables para el equilibrio ácido - básico y el funcionamiento de las membranas celulares. Componente más abundante en medios orgánicos

Porcentaje de agua en los seres vivos

Los seres vivos contienen en promedio un 70% de agua; los vegetales tienen más agua que animales, y depende de la edad del individuo joven=más agua que un adulto. Algunos tejidos tienen menos agua que otros, el tejido graso tiene entre 10%-20% de agua mientras que el nervioso el 90%. El agua en los seres vivos se encuentra intra y extracelularmente. Intracelular=2/3 agua del ser vivo El agua extracelular se encuentra bañando las células o circulando en forma de sangre, linfa, savia, etc. En los seres unicelulares y en los organismos acuáticos el agua es además su medio ambiente.

El sabor del agua es

Agua potable= sabor débil y agradable; cloruros= salobre, magnesio= amargo, aluminio= terroso Aguas puras= menos agradables porque tienen menos minerales Aguas contaminadas= sabores inusuales son indicadores de contaminación o existencia de algas verdes sabor hierba o azuladas sabor podrido

Propiedades del agua

Masa molecular 18 da Punto de fusión 0oC (a 1 atm) Punto de ebullición 100oC (a 1 atm) Densidad (a 40C) 1g/cm3 Densidad (00C) 0.97g/cm3

Características fisicoquímicas del agua

Acción disolvente, cohesividad, capilaridad, elevada fuerza de adhesión, tensión superficial, elevada tensión superficial, elevados puntos de fusión y ebullición, gran calor específico, elevado calor específico, elevado calor de vaporización y densidad.

Estructura química del agua

Molécula de agua formada: 2 átomos de hidrogeno y 1 átomo oxígeno. Productos resultantes en el agua de la disociación de algunas de sus moléculas: El ion H3O+ y el OH-

Ionización y PH

Parte de las moléculas (10-7 moles por litro de agua, 1 mol=6'023x1023 moléculas) están disociadas Sustancias acidas = disolverse en agua = se disocian = producen iones H+ = aumentan concentración de iones H3O+ del medio Sustancias básicas = se disocian = produciendo iones OH- = se unen a los iones H3O+ = formándose 2 moléculas de agua = concentración de iones H3O+ del agua disminuye.

Ángulo de enlaces covalentes entre O y H

Los enlaces covalentes entre el O y los átomos de H forman un ángulo de 104.5°

¿Por qué la molécula de agua es dipolo eléctrico?

El átomo de O atrae hacia si los electrones del enlace covalente, esto hace que la molécula presente un exceso de carga negativa en las proximidades del átomo de O y un exceso de carga positiva en los átomos de H

El agua como disolvente es

El líquido que más sustancias disuelve (disolvente universal), debido a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias, ya que estas se disuelven cuando interaccionan con las moléculas polares del agua. Sustancia polar = buen disolvente de compuestos iónicos Las moléculas de agua se disponen alrededor de los iones positivos con la parte negativa de su molécula hacia ellos y en el caso de los iones negativos les enfrenta la parte positiva Sustancias polares solubles en agua (glúcidos-sustancias con elevada proporción de O) Sustancias orgánicas con mayor proporción de hidrogeno y pocos átomos de O son poco solubles en agua (lípidos)

Funciones del agua como disolvente importantes para los seres vivos

Es el medio en que transcurren la mayoría de las reacciones del metabolismo, el aporte de nutrientes y la eliminación de desechos se realizan a través de sistemas de transporte acuosos.

Explica los puentes de Hidrógeno

Las moléculas de agua (dipolos eléctricos), establecen enlaces de H entre el átomo de O de una molécula y los átomos de H de las moléculas vecinas (su estabilidad disminuye al elevarse la temperatura) Los puentes de H mantienen moléculas fuertemente unidas, formando estructura compacta = líquido casi incompresible

¿Qué es la cohesividad?

Atracción moléculas iguales Debido a puentes de H moléculas de agua se mantienen unidas

¿Qué es la capilaridad?

Ascenso o descenso de un líquido dentro de por ejemplo un tubo de diámetro pequeño llamado capilar; debido a la tensión superficial. Son fuerzas que dependen de las sustancias, por lo que el menisco será cóncavo (sube), plano o convexo (baja), dependiendo de la acción combinada de las fuerzas de adherencia y de cohesión C, que definen el ángulo α de contacto en la vecindad, y de la gravedad.

¿Qué es la elevada fuerza de adhesión?

Adhesión= atracción entre moléculas diferentes y es capaz de dar volumen y turgencia a muchos seres vivos. Los puentes de H y la cohesión son responsables de la capilaridad, (Ej: la ascensión de la sabia bruta desde las raíces hasta las hojas)

¿Qué es la tensión superficial?

Es la fuerza de atracción entre las moléculas en líquidos, Debajo de la superficie del líquido, la fuerza de cohesión entre las moléculas es igual en todas las direcciones

¿Qué es la ELEVADA tensión superficial?

Es la fuerza que ejerce un líquido sobre una determinada superficie; debido a la existencia de una atracción no compensada hacia el interior de este sobre las moléculas individuales de la superficie Propiedad que permite las deformaciones del citoplasma celular y los movimientos internos en la célula.

¿Por qué son importantes los elevados puntos de fusión y ebullición?

Otras sustancias de masas moleculares parecidas son gaseosas a temperaturas en las que el agua es líquida; el hecho de que el agua sea liquida en su mayor parte a las temperaturas que se dan en la Tierra ha posibilitado el desarrollo de la vida en nuestro planeta

¿Cuál es la función del gran calor específico?

El agua absorbe grandes cantidades de "calor" para romper los puentes de H= la temperatura se eleva muy lentamente.

¿Qué es el elevado calor específico?

Es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una cierta masa de agua. El agua almacena o libera gran cantidad de calor al calentarse o al enfriarse; y permite que actúe como amortiguador térmico, evitando bruscas alteraciones de la temperatura y evitando que algunas moléculas como las proteínas, muy sensibles a los cambios térmicos, se alteren. Esto permite que el citoplasma acuoso sirva de protección ante los cambios de temperatura.

¿Qué es el elevado calor de evaporización?

Es la cantidad de calor necesaria para evaporar un gramo de agua. Los puentes de H y la cohesividad son responsables de esta propiedad. Evaporar el agua= romper los puentes y posteriormente dotar a las moléculas de agua de la suficiente energía cinética para pasar de la fase líquida a la gaseosa.

¿Cuánta energía se necesita para evaporar agua?

Para evaporar un gramo de agua se requieren 540 calorías, a una temperatura de 20° C

¿A qué temperatura el agua alcanza su máxima densidad?

Densidad máxima del agua = 4° C. Al congelarse, disminuye su densidad (hielo menor densidad que agua líquida), por ello el hielo flota en la superficie y el agua más caliente se hunde; así los peces pueden vivir por debajo de la capa de hielo superficial.

¿A qué temperatura el agua puede mantenerse líquida antes de congelarse?

El agua puede existir en estado sobreenfriado, se puede enfriar a -25° C sin que se congele.