isótopos. cationes. aniones. radicales libres - q

Integrantes:
Chávez Alexis
Comisso Douglas
ISÓTOPOS. CATIONES. ANIONES. RADICALES LIBRES
TEMA 1
1.- Definición y características de cationes y aniones:
Catión.- Un catión es un ion (sea átomo o molécula) con carga eléctrica
positiva, es decir, ha perdido electrones. Los cationes se describen con un
estado de oxidación positivo.
Anión.- Un anión es un ion con carga eléctrica negativa, es decir, que ha
ganado electrones. Los aniones se describen con un estado de oxidación
negativo.
2.- Métodos para obtener cationes y aniones de carbono:
Grupos atractores favorecen la formación de carbocationes; así la ionización de
halogenuros de alquilo, y reacciones de sustitución electrofílica son unos de
varios métodos.
Por otro lado la formación de carbaniones es más complicada por la estabilidad
de los mismos, la desprotonación de un carbono con una base de Brönsted es
el camino más utilizado.
3.- Estabilidad de cationes. Factores que influyen en la estabilidad.
La estabilidad de los carbocationes se incrementa con el número de grupos
alquilo unidos al átomo de carbono que lleva la carga. Los carbocationes
terciarios son más estables (y se forman más rápidamente) que los
carbocationes secundarios; los carbocationes primarios son altamente
inestable porque, mientras los carbocationes de orden mayor están
estabilizados por hiperconjugación y por impedimento estérico, los
carbocationes primarios no lo están. En consecuencia, reacciones como la
reacción SN1 y la reacción de eliminación E1 normalmente no ocurren si
involucrasen a un carbocatión primario.
t
4.- Posibles usos.
Cationes:
Sodio.- La regulación de la presión osmótica celular, Transmisión del impulso
nervioso
Potasio.- Contracción muscular, Activación enzimática (cofactor enzimático).
Calcio.- Constitución del tejido óseo, dientes y sistema nervioso, Coagulación
sanguínea
Magnesio.- Activación enzimática, Desarrollo óseo.
Aniones:
Fósforo.- Sus aniones intracelulares más importantes son H2PO4-,HPO42-,
PO43- participan en: El desarrollo óseo y de los dientes, Reacciones de
transferencia de energía (ATP fosfocreatina), Constitución de núcleotidos,
fosfolipidos y otras sustancias
Azufre.Sus
aniones
(SO42-,S2-)integran:
moléculas
orgánicas
diversas(polisacáridos complejos, aminoácidos, etc.), constituyen uñas y
cabello
TEMA 2.
1.-Definición y características de los isótopos:
Se denominan isótopos (del griego: ἴσος, isos = mismo; τόπος, tópos = lugar) a
los átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen cantidad diferente de
neutrones, y por lo tanto, difieren en masa. La mayoría de los elementos
químicos poseen más de un isótopo. Solamente 21 elementos (ejemplos:
berilio, sodio) poseen un solo isótopo natural; en contraste, el estaño es el
elemento con más isótopos estables.
Otros elementos tienen isótopos naturales, pero inestables, como el Uranio,
cuyos isótopos están constantemente en decaimiento, lo que los hace
radiactivos.
2.-Principales isótopos de C, H, O, N, S y X.
Métodos para obtener isótopos y abundancia relativa.
Estabilidad de los isótopos.
Factores que influyen en la estabilidad.
Posibles usos.
CARBONO:
En 1961 la IUPAC adoptó el isótopo 12C como la base para la masa atómica
de los elementos químicos.
El carbono-14 es un radioisótopo con un periodo de semidesintegración de
5730 años que se emplea de forma extensiva en la datación de especímenes
orgánicos.
Los isótopos naturales y estables del carbono son el 12C (98,89%) y el 13C
(1,11%). Las proporciones de estos isótopos en un ser vivo se expresan en
variación (±‰) respecto de la referencia VPDB (Vienna Pee Dee Belemnite,
fósiles cretácicos de belemnites, en Carolina del Sur). El δC-13 del CO2 de la
atmósfera terrestre es −7‰. El carbono fijado por fotosíntesis en los tejidos de
las plantas es significativamente más pobre en 13C que el CO2 de la
atmósfera.
La mayoría de las plantas presentan valores de δC-13 entre −24 y −34‰. Otras
plantas acuáticas, de desierto, de marismas saladas y hierbas tropicales,
presentan valores de δC-13 entre −6 y −19‰ debido a diferencias en la
reacción de fotosíntesis. Un tercer grupo intermedio constituido por las algas y
líquenes presentan valores entre −12 y −23‰. El estudio comparativo de los
valores de δC-13 en plantas y organismos puede proporcionar información
valiosa relativa a la cadena alimenticia de los seres vivos.
HIDRÓGENO:
El hidrógeno posee tres isótopos naturales que se denotan como 1H, 2H y 3H.
Otros isótopos altamente inestables (del 4H al 7H) han sido sintetizados en
laboratorio, pero nunca observados en la naturaleza.
1H, conocido como protio, es el isótopo más común del hidrógeno con una
abundancia de más del 99,98%. Debido a que el núcleo de este isótopo está
formado por un solo protón se le ha bautizado como protio, nombre que a pesar
de ser muy descriptivo, es poco usado.
2H, el otro isótopo estable del hidrógeno, es conocido como deuterio y su
núcleo contiene un protón y un neutrón. El deuterio representa el 0,0026% o el
0,0184% (según sea en fracción molar o fracción atómica) del hidrógeno
presente en la Tierra, encontrándose las menores concentraciones en el
hidrógeno gaseoso, y las mayores (0,015% o 150 ppm) en aguas oceánicas. El
deuterio no es radiactivo, y no representa un riesgo significativo de toxicidad. El
agua enriquecida en moléculas que incluyen deuterio en lugar de hidrógeno 1H
(protio), se denomina agua pesada. El deuterio y sus compuestos se emplean
en marcado no radiactivo en experimentos y también en disolventes usados en
espectroscopia 1H - RMN. El agua pesada se utiliza como moderador de
neutrones y refrigerante en reactores nucleares. El deuterio es también un
potencial combustible para la fusión nuclear con fines comerciales.
3H se conoce como tritio y contiene un protón y dos neutrones en su núcleo. Es
radiactivo, desintegrándose en 32He+ a través de una emisión beta. Posee un
periodo de semidesintegración de 12,33 años.[7] Pequeñas cantidades de tritio
se encuentran en la naturaleza por efecto de la interacción de los rayos
cósmicos con los gases atmosféricos. También ha sido liberado tritio por la
realización de pruebas de armamento nuclear. El tritio se usa en reacciones de
fusión nuclear, como trazador en Geoquímica Isotópica, y en dispositivos
luminosos auto - alimentados. Antes era común emplear el tritio como
radiomarcador en experimentos químicos y biológicos, pero actualmente se usa
menos.
El hidrógeno es el único elemento que posee diferentes nombres comunes
para cada uno de sus isótopos (naturales). Durante los inicios de los estudios
sobre la radiactividad, a algunos isótopos radiactivos pesados les fueron
asignados nombres, pero ninguno de ellos se sigue usando). Los símbolos D y
T (en lugar de 2H y 3H) se usan a veces para referirse al deuterio y al tritio,
pero el símbolo P corresponde al fósforo y, por tanto, no puede usarse para
representar al protio. La IUPAC declara que aunque el uso de estos símbolos
sea común, no es lo aconsejado.
OXÍGENO:
El oxígeno tiene tres isótopos estables y diez radioactivos. Todos sus isótopos
radioactivos tienen un periodo de semidesintegración de menos de tres
minutos.
NITRÓGENO:
Existen dos isótopos estables del nitrógeno, N-14 y N-15, siendo el primero —
que se produce en el ciclo carbono-nitrógeno de las estrellas— el más común
sin lugar a dudas (99,634%). De los diez isótopos que se han sintetizado, uno
tiene un periodo de semidesintegración de nueve minutos (el N-13), y el resto
de segundos o menos.
Las reacciones biológicas de nitrificación y desnitrificación influyen de manera
determinante en la dinámica del nitrógeno en el suelo, casi siempre
produciendo un enriquecimiento en N-15 del sustrato.
AZUFRE:
Se conocen 18 isótopos del azufre, cuatro de los cuales son estables: S-32
(95,02%), S-33 (0,75%), S-34 (4,21%) y S-36 (0,02%). Aparte del S-35,
formado al incidir la radiación cósmica sobre el argón-40 atmosférico y que
tiene un periodo de semidesintegración de 87 días, los demás isótopos
radiactivos son de vida corta.
HALÓGENOS:
FLUOR
El flúor tiene un único isótopo natural, el 19F. El 18F es un isótopo artificial.
Este isótopo tiene un número cuántico de espín nuclear de 1/2 y se puede
emplear en espectroscopía de resonancia magnética nuclear. Se suele emplear
como compuesto de referencia el triclorofluorometano, CFCl3 o el
trifluoroacetico TFA.
CLORO
En la naturaleza se encuentran dos isótopos estables de cloro. Uno de masa
35 uma, y el otro de 37 uma, con unas proporciones relativas de 3:1
respectivamente, lo que da un peso atómico para el cloro de 35,5 uma.
El cloro tiene 9 isótopos con masas desde 32 uma hasta 40 uma. Sólo tres de
éstos se encuentran en la naturaleza: el 35Cl, estable y con una abundancia
del 75,77%, el 37Cl, también estable y con una abundancia del 24,23%, y el
isótopo radiactivo 36Cl. La relación de 36Cl con el Cl estable en el ambiente es
de aproximadamente 700 × 10–15:1.
El 36Cl se produce en la atmósfera a partir del 36Ar por interacciones con
protones de rayos cósmicos. En el subsuelo se genera 36Cl principalmente
mediante procesos de captura de neutrones del 35Cl, o por captura de muones
del 40Ca. El 36Cl decae a 36S y a 36Ar, con un periodo de semidesintegración
combinado de 308000 años.
El período de semidesintegración de este isótopo hidrofílico y no reactivó lo
hace útil para la datación geológica en el rango de 60000 a 1 millón de años.
Además, se produjeron grandes cantidades de 36Cl por la irradiación de agua
de mar durante las detonaciones atmosféricas de armas nucleares entre 1952 y
1958. El tiempo de residencia del 36Cl en la atmósfera es de aproximadamente
1 semana. Así pues, es un marcador para las aguas superficiales y
subterráneas de los años 1950, y también es útil para la datación de aguas que
tengan menos de 50 años. El 36Cl se ha empleado en otras áreas de las
ciencias geológicas, incluyendo la datación de hielo y sedimentos.ya que es
una sustancia venenosa
BROMO
En la naturaleza se encuentran dos isótopos: 79Br y 81Br, los dos con una
abundancia de cerca del 50%.
YODO
Hay 37 isótopos de yodo, pero sólo el I-127 es estable. El radioisótopo artificial
yodo-131 (un emisor beta y gamma) con un periodo de semidesintegración de
8 días se ha empleado en el tratamiento de cáncer y otras patologías de la
glándula tiroidea. El yodo-129 (con un periodo de semidesintegración de unos
16 millones de años) se puede producir a partir del xenón-129 en la atmósfera
terrestre, o también a través del decaimiento del uranio-238. Como el uranio238 se produce durante cierto número de actividades relacionadas con la
energía nuclear, su presencia (la relación 129I/I) puede indicar el tipo de
actividad desarrollada en un determinado lugar. Por esta razón, el yodo-129 se
empleó en los estudios de agua de lluvia en el seguimiento del accidente de
Chernóbil. También se ha empleado como trazador en el agua superficial y
como indicador de la dispersión de residuos en el medio ambiente. Otras
aplicaciones pueden estar impedidas por la producción de yodo-129 en la
litosfera a través de un número de mecanismos de decaimiento. En muchos
aspectos el yodo-129 es similar al cloro-36. Es un halógeno soluble,
relativamente no reactivo, existe principalmente como anión no solvatado, y se
produce por reacciones in situ termonucleares y cosmogénicas. En estudios
hidrológicos, las concentraciones de yodo-129 se dan generalmente como la
relación de yodo-129 frente al yodo total (prácticamente todo yodo-127). Como
en el caso de la relación 36Cl/Cl, las relaciones 129I/I en la naturaleza son
bastante pequeñas, 10-14 a 10-10 (el pico termonuclear de 129I/I durante las
décadas 1960 y 1970 alcanzó unos valores de 10-7). El yodo-129 se diferencia
del cloro-36 en que su periodo de semidesintegración es mayor (16 frente a 0,3
millones de años), es altamente biofílico y se encuentra en múltiples formas
iónicas (generalmente I- y yodatos) que tienen distinto comportamiento químico.
TEMA 3.
1.-Definición y características de los radicales libres
Un radical es una especie química (orgánica o inorgánica), en general
extremadamente inestable y, por tanto, con gran poder reactivo por poseer un
electrón desapareado.[1] No se debe confundir con un grupo sustituyente,
como un grupo alquilo, que son partes de una molécula, sin existencia aislada.
Poseen existencia independiente aunque tengan vidas medias muy breves, por
lo que se pueden sintetizar en el laboratorio, se pueden formar en la atmósfera
por radiación, y también se forman en los organismos vivos (incluido el cuerpo
humano) por el contacto con el oxígeno y actúan alterando las membranas
celulares y atacando el material genético de las células, como el ADN
2.-Métodos para obtener radicales libres de carbono.
El proceso para la obtención de radicales libres del carbono es provocar una
ruptura homolítica (homopolar), provocada por termólisis o fotólisis.
3.-Estabilidad de los radicales libres. Factores que influyen en la
estabilidad.
Los radicales libres poseen una reactividad mayor a cualquier especie del
carbono, la estabilidad sigue el siguiente orden
Carbono Terciario secundario primario metilico
4.-Posibles usos. Reacciones adversa de los radicales libres
Los radicales se producen en la respiración con la presencia de oxígeno que
aunque es imprescindible para la vida celular de nuestro organismo, también
induce la formación de éstas moléculas reactivas, que provocan a lo largo de la
vida efectos negativos para la salud debido a su capacidad de alterar el ADN
(los genes), las proteínas y los lípidos o grasas ("oxidación"). En nuestro
cuerpo existen células que se renuevan continuamente como las células de la
piel, del intestino, y el hígado, y otras sin capacidad de renovación como las
neuronas. En el transcurso de los años, los radicales libres pueden producir
una alteración genética sobre las células que se dividen continuamente
contribuyendo a aumentar el riesgo de cáncer por mutaciones genéticas o bien,
disminuyen la funcionalidad de las células que no se dividen tanto,
disminuyendo el número de mitocondrias, que es característico del
envejecimiento.
Las situaciones que aumentan la producción de radicales libres son:
La contaminación ambiental.
El tabaquismo.
Las dietas ricas en grasas.
Exposición excesiva a las radiaciones solares.
La ingesta de aceites "vegetales" que fueron refinados, ya que estos
contienen radicales libres al ser sometidos a altas temperaturas.
El estrés.
Bibliografía
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http://es.wikipedia.org/wiki/Yodo
http://es.wikipedia.org/wiki/Bromo#Is.C3.B3topos
http://es.wikipedia.org/wiki/Cloro#Is.C3.B3topos
http://es.wikipedia.org/wiki/Fluor#Is.C3.B3topos
http://es.wikipedia.org/wiki/Cati%C3%B3n