El contexto químico de la vida

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "El contexto químico de la vida"

José Francisco Rodríguez Olivera
hace 5 años
Vistas:

1 El contexto químico de la vida PowerPoint Lectures for Biology, Seventh Edition Neil Campbell and Jane Reece Lectures by Chris Romero

2 Fundamentos químicos de la biología La biología es una ciencia multidisciplinaria Los organismos vivos están sujetos a leyes básicas de la química Un ejemplo es el escarabajo bombardero, que utiliza la química para defenderse

4 La materia consta de los elementos químicos en forma pura y en combinaciones llamados compuestos Los organismos están compuestos de materia La materia es cualquier cosa que ocupa espacio y tiene masa La materia está hecha de elementos

5 Elementos y Compuestos Un elemento es una sustancia que no puede ser degradada a otras sustancias por medio de reacciones químicas Un compuesto es una sustancia que consta de dos o más elementos en una proporción fija

6 LE 2-2 Sodio Cloro Cloruro de sodio

7 Elementos esenciales de la vida Alrededor de 25 de los 92 elementos son esenciales para la vida Carbono, hidrogeno, oxigeno, y nitrógeno constituyen alrededor del 96% de la materia viva La mayor parte del 4% restante consiste en calcio, fósforo, potasio y azufre Los oligoelementos son aquellos requeridos por el organismo en pequeñas cantidades

9 LE 2-3 Deficiencia de Nitrógeno Deficiencia de yodo

10 Las propiedades de un elemento dependen de la estructura de sus átomos Cada elemento consiste de átomos únicos Un átomo es la unidad más pequeña de materia que aún conserva las propiedades de un elemento

11 Partículas subatómicas Los átomos están compuestos por partículas subatómicas Algunas partículas relevantes incluyen: Neutrones (sin carga eléctrica) Protones (carga positiva) Electrones (carga negativa) Neutrones y protones forman el núcleo atómico Los electrones forman una nube alrededor del núcleo

12 LE 2-4 Nube de carga negativa (2 electrones) Electrones Núcleo

13 Número atómico y Masa atómica Los átomos de los elementos difieren en el número de partículas subatómicas El número atómico de un elemento es el número de protones El número de masa de un elemento es la suma de protones más neutrones en el núcleo La masa atómica, la masa total del átomo, puede ser aproximada por el número de masa

14 Los niveles de energía de los electrones Energía es la capacidad para generar/inducir cambio La energía potencial es la energía que tiene la materia debido a su ubicación o estructura Los electrones de un átomo difieren en su cantidad de energía potencial El estado de energía potencial de un electrón se denomina Nivel de energía, o capa electrónica

15 LE 2-7a Una pelota que rebota por un tramo de escaleras proporciona una analogía de los niveles de energía de los electrones.

16 LE 2-7b Tercer nivel de energía (capa) Segundo nivel de energía (capa) Energía absorbida Primer nivel de energía (capa) Energía perdida Núcleo Atómico

17 Configuración electrónica y propiedades químicas El comportamiento químico de un átomo es determinado por la distribución de los electrones en las capas La tabla periódica de los elementos muestra la distribución de electrones para cada elemento

LE 2-8 First shell Hydrogen 1H Lithium 3Li Second shell Third shell Sodium 11Na Beryllium 4Be Magnesium 12Mg Boron 5B Aluminum 12Al Silicon 14Si Carbon 6C Nitrogen 7N

18 LE 2-8 First shell Hydrogen 1H Lithium 3Li Second shell Third shell Sodium 11Na Beryllium 4Be Magnesium 12Mg Boron 5B Aluminum 12Al Silicon 14Si Carbon 6C Nitrogen 7N Phosphorus 15P Oxygen 8O Sulfur 16S Chlorine 17Cl Fluorine 9F Neon 10Ne Argon 18Ar Helium 2He Atomic number Element symbol Electron-shell diagram Atomic mass 2 He 4.00

19 Los electrones de valencia son los de la capa más externa, o capa de valencia El comportamiento químico de un átomo se determina principalmente por los electrones de valencia

20 Orbitales de electrones Un orbital es el espacio tridimensional, donde un electrón se encuentra 90% del tiempo Cada capa de electrones consiste en un número específico de orbitales

21 LE 2-9 Orbitales x y 1s 2s orbital Tres orbitales 2p 1s, 2s y 2p z Diagramas de capas electrónicas Primer capa (máximo 2 electrones) Segunda capa (máximo 8 electrones) Neón, con dos capas llenas (10 electrones)

22 La formación y función de las moléculas dependen de los enlaces químicos entre los átomos Los átomos con capas de valencia incompletos pueden compartir, o transferir, electrones de valencia con ciertos átomos diferentes Estas interacciones dan lugar generalmente a átomos muy juntos, mantenidos por atracciones llamadas enlaces químicos

23 Enlaces Covalentes Un enlace covalente es el intercambio de un par de electrones de valencia de dos átomos En un enlace covalente, los electrones compartidos cuentan como parte de la capa de valencia de cada átomo

24 LE 2-10 Átomos de Hidrógeno (2 H) Molécula de Hidrógeno (H 2 )

25 Una molécula se compone de dos o más átomos unidos por enlaces covalentes En un enlace covalente sencillo, o enlace simple, se comparte un par de electrones de valencia En un enlace covalente doble, o doble enlace, se comparten dos pares de electrones de valencia Los enlaces covalentes se pueden formar entre los átomos de un mismo elemento o átomos de diferentes elementos

27 LE 2-11b Name (molecular formula) Electronshell diagram Structural formula Spacefilling model Oxygen (O 2 )

28 LE 2-11c Name (molecular formula) Electronshell diagram Structural formula Spacefilling model Water (H 2 O)

29 LE 2-11d Name (molecular formula) Electronshell diagram Structural formula Spacefilling model Methane (CH 4 )

30 La electronegatividad es la atracción de un átomo por los electrones en un enlace covalente Mientras más electronegativo un átomo, con mayor fuerza que tira hacia sí los electrones compartidos

31 En un enlace covalente no polar, los átomos comparten electrones igualmente En un enlace covalente polar, un átomo es más electronegativo, y los átomos no comparten el electrón igualmente

32 LE 2-12 O H H + + H 2 O

33 Enlaces Iónicos Los átomos algunas veces roban electrones de sus compañeros de enlace Un ejemplo es la transferencia de un electrón de sodio al cloro Después de la transferencia de un electrón, ambos átomos tienen cargas Un átomo cargado (o molécula) se llama Ión

34 Un anión es un ión cargado negativamente Un catión es un ión cargado positivamente En un enlace iónico se atraen un anión y un catión

35 LE 2-13 Na Átomo de Sodio (un átomo sin carga) Cl Átomo de Cloro (un átomo sin Carga) Na + Ión de Sodio (un catión) Cl Ión de Cloro (un anión) Cloruro de Sodio (NaCl)

36 Los compuestos formados por enlaces iónicos se denominan compuestos iónicos, o sales Las sales, tales como el cloruro de sodio, se encuentran a menudo en la naturaleza en forma de cristales

37 LE 2-14 Na + Cl

38 Enlaces químicos débiles La mayor parte de los enlaces más fuertes en los organismos son enlaces covalentes que forman moléculas en la célula Los enlaces químicos débiles, tales como enlaces iónicos y enlaces de hidrógeno, también son importantes Los enlaces químicos débiles dan forma a las moléculas grandes y ayudan a las moléculas a adherirse una a la otra

39 Enlaces de Hidrógeno Un enlace de hidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógeno unido covalentemente a un átomo electronegativo es atraído a otro átomo electronegativo En las células vivas, los átomos electronegativos son usualmente oxígeno o de nitrógeno

40 LE Agua (H 2 O) + Enlace de Hidrógeno Amoniaco (NH 3 ) + + +

41 Interacciones de Van der Waals Moléculas o átomos que están muy próximos entre sí pueden ser atraídos por diferencias de carga Estas atracciones son llamadas interacciones débiles de Van der Waals

43 Las reacciones químicas hacen y deshacen los enlaces químicos Las reacciones químicas conducen a nuevos arreglos de átomos Las moléculas de partida de una reacción química se llaman reactivos Las moléculas finales de una reacción química se denominan productos

44 LE 2-UN44 2 H 2 O 2 2 H 2 O Reactivos Reacción Productos

45 La fotosíntesis es una reacción química importante En la fotosíntesis, la luz solar potencia la conversión de CO 2 y H 2 0 a glucosa (C 6 H 12 O 6 ) y O 2

Documentos relacionados

MATERIA SERES VIVOS QUE ES LA MATERIA? UNIDAD 2 PARTE 1 LA MATERIA ES TODO AQUELLO QUE OCUPA UN LUGAR EN EL ESPACIO, ES DECIR TIENE MASA Y VOLUMEN

MATERIA SERES VIVOS QUE ES LA MATERIA? UNIDAD 2 PARTE 1 LA MATERIA ES TODO AQUELLO QUE OCUPA UN LUGAR EN EL ESPACIO, ES DECIR TIENE MASA Y VOLUMEN UNIDAD 2 COMPOSICIÓN N QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS PARTE 1 MATERIA QUE ES LA MATERIA? LA MATERIA ES TODO AQUELLO QUE OCUPA UN LUGAR EN EL ESPACIO, ES DECIR TIENE MASA Y VOLUMEN Puede estar en diferentes