Capítulo 2 Atomos, Moleculas, y vida

PROF. CRISTIAN
MARRERO SOLANO
Capítulo 2
Atomos,
Moleculas,
y vida
Capítulo 2
2
¿Qué son los átomos?
Los átomos, las unidades estructurales básicas
de los elementos, están compuestos por
partículas todavía más pequeñas
- los elementos ocupan regiones
específicas llamadas “capas de
electrones” que corresponden a
distintos niveles energéticos
- la vida depende de la capacidad de los
electrones de captar y liberar energía
1
Capítulo 2
3
Capítulo 2
4
Tres partículas subatómicas
Protón:
•Pesado
•Positiva
Neutrón:
•Pesado
•Neutra
Electrón:
•Ligero
•Negativa
Al variar el # de Protones
cambia el elemento
Los elementos pueden variar en electrones y
neutrones, pero no protones
El elemento carbono está hecha de átomos con 6
protones
Entonces el Número atómico = 6
Todos los átomos con 6 protones = carbono
Las variaciones en # de electrones: iones
Las variaciones en el # de neutrones: isótopos
2
Capítulo 2
5
Modelo atómico
nube
electrónica
Núcleos
Hidrogeno (H)
Helio (He)
Capítulo 2
6
Los diferentes tipos de átomos
Interior de la
nube electrónica
8e8n 8p+
Max 2e2e2n 2p+
+2p+
+2n±
+2e+7p+
+8n±
+7e-
Oxígeno Max 8e
Helio
6e6n 6p+
+4p+
+4n±
+4e-
Carbono
15e16n 15p+
Fósforo
20e20n 20p+
+5p+
+4n±
+5e-
Calcio
3
¿Cómo interactúan los átomos
para formar moléculas?
Capítulo 2
7
-Los átomos interactúan con otros átomos
cuando hay vacíos en su capa electrónica
externa
-Los radicales libres reaccionan fuertemente y
pueden dañar las células
-Los enlaces químicos unen a los átomos en
moléculas
Capítulo 2
8
Enlaces Químicos
Unión reversible entre los átomos
Los átomos a menudo se unen
Resultado: una partícula más compleja
* Molécula - átomos unidos por enlaces
químicos. No hay reacción con inertes
* Si los átomos idénticos - Todavía elemento
* Si los átomos diferente - compuesto
4
¿Cómo interactúan los átomos
para formar moléculas?
9
Capítulo 2
-Se forman enlaces iónicos entre átomos con
carga eléctrica llamada iones
-Se forman enlaces covalentes entre átomos
sin carga que comparten electrones
*Casi todas las moléculas biológicas se
forman por enlaces covalentes
*El modo en que se compartan los
electrones detrmina si un enlace covalente
es polar o no polar
-Los enlaces de hidrógeno son fuerzas de
atracción entre moléculas polares
Capítulo 2
10
Enlace ionico / Enlace covalente
Enlace covalente — electrones compartidos
• Comparte desigualmente — polar
• Comparte equitativamente — no polar
Enlace iónico— Transferencia total de
electrones
• Ambos átomos ionizados
• Pueden disociarse en agua
5
Enlace covalente común
en seres vivos
Capítulo 2
11
(b) En gas oxígeno, dos átomos
de oxígeno comparten cuatro
electrones, formando un enlace
doble (O = O o O2).
(a) En el gas de hidrógeno, un
electrón de cada átomo de
hidrógeno se comparte,
formando un enlace covalente
sencillo. La molécula resultante
de gas de hidrógeno se
representa como H-H o H2.
Capítulo 2
12
Animación de oxígeno
Átomo de oxígeno
Átomo de oxígeno
Molécula de oxígeno (O2)
6
Capítulo 2
Enlace iónico en NaCl
–
–
–
–
–
–
+±+
+
++±±
±
±
±
++±
±
±+
–
–
–
–
–
–
–
–
– –
–
–
–
–
–
–
++
++±±
±
±+
±
±
++±
±
±+
–
– –
–
–
–
–
–
–
–
Cloro
–
#e=2+8+7=#p
–
–
–
–
–
–
Electrón
Completamente
Transferido
–
–
–
Ion sodio
#e=#p-1
Sodio
#e=2+8+1=#p
–
–
+±+
+
++±±
±
±
±
++±
±
±+
Carga
positiva
–
–
–
–
+±+
+
++±±
±
±
±
++±
±
±+
–
–
–
–
–
–
–
13
–
Carga
negativa
–
Cloro
ion #e=#p+1
Capítulo 2
14
Enlace iónico en NaCl
Los opuestos se
atraen.
Sodio anidado
entre cloros.
Son cristales
cúbicos
perfectos
Cl- +Cl- +Cl- +Cl-
Na Na Na Na+
Cl- +Cl- +Cl- +Cl- +
- ClNa Na
- Na
Cl
Cl
Cl- -Na
Na+ Cl
Na+ Na+ Na+
Cl + Cl +Cl
+
+- Na
- Na
Na Na
ClCl
Cl
Cl
Na-+ Cl
Na-+ Na+ Na+
Cl- +Cl- +Cl
+
Na Na - Na - Na
Cl+ - Cl-
Cl Cl
Na+ Na+ Na+ Na+
Cl- +Cl- +Cl- +Cl- +
Na Na Na Na
7
Capítulo 2
15
Capítulo 2
16
El agua es covalente
Un par de electrones
forma el enlace
Carga positiva mayor
Los electrones pasan
más tiempo cerca del
núcleo más grande
Causa polaridad del
agua
Molécula de agua H2O
H
Hidrógenos
H
O
Oxígeno
8
Capítulo 2
17
Los enlaces de hidrógeno
Las cargas
parciales en sitios
diferentes de las
moléculas
generan fuerzas
débiles de
atracción
llamadas enlace
de hidrógeno
Los enlaces de
hidrógeno se forman
entre O de uno y H de
otro
H
H
+
–
O
+
H
+
O
–
+
H
+
Enlace
hidrógeno
Capítulo 2
18
Enlace Polar / No polar
Distribución de carga en la molécula
Polar – carga residual
* Prefiere moléculas cargadas
* Soluble en agua
No polar — sin carga residual
• Prefiere moléculas sin carga
• Soluble en aceites
9
Capítulo 2
19
¿Por qué el agua es tan importante para la vida?
-Las
molécula del agua se atraen entre sí
-El agua interactúa con muchas moléculas
-Las soluciones en agua pueden ser ácidas,
básicas o neutras
*Un amortiguador mantiene una soluciónen
un pH relativamente constante
Capítulo 2
20
NaCl disuelto por el agua
NaCl está
unido
iónicamente
El agua es
polar y
cargada
Polos
negativos al
Na +
Los polos
menos
negativos al
Cl-
10
–
Agua
Algunas moléculas
+
+
Ión
hidrógeno
ión
hidroxilo
disocian en el agua:
• El ión hidrógeno es
negativo y básico
• El ion hidrógeno es
positivo y ácido
El agua es un disolvente
universal
21
Capítulo 2
Disociación (parte del agua se
ioniza a pesar de su estabilidad)
H2O
enlace
hidrógeno
H2O
Glucosa
H2O
H2O
H2O
Capítulo 2
Cohesión entre las
moléculas de agua: tension superficial
22
11
Capítulo 2
23
La escala de pH
Ácido
estomacal jugo de
limón
0
Agua de desinfectante
limpiador
mar
de horno
Bicarbonato
Urina
Cerveza
sangre de sodio
Amoniaco
Café
agua
-1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13 -14
Neutro
pH+ = pOH–
Incrementa la acidez
pH+ > pOH–
Incrementa la Basicidad
pH+ < pOH–
Capítulo 2
24
¿Por qué el agua es tan importante para la vida?
-El agua modera los efectos de los cambios de
temperatura
*Se necesita mucha energía para calentar el
agua
*Se necesita mucha energía para evaporar
el agua
-El agua forma un sólido singular: hielo
12
Capítulo 2
fin
13