Estructura Atomica, Moleculas y AguaProf. Nerybelle Perez-Rosas
Niveles de Organizacion de lo sencillo a lo complejo
Definiciones: Atomo:
Particula ms pequea en la que puede
dividirse la materia y conserva sus
propiedades
Pueden unirse elctricamente unos a
otros para formar molculas.
unidades estructurales bsicas de la
materia
compuesto de partculas subatmicas
(protones, neutrones y electrones)
protones = carga elctrica positiva ;
forman el ncleo
electrones = carga elctrica
negativa ; localizados en los
orbitales;
neutrones = no tienen carga
elctrica; forman el ncleo
masa muy pequea
ncleo atmico: compuesto de protones y
neutrones (masa +/- similar)
nmero atmico: caracterstico de cada
elemento; es el nmero de protones presentes
en cada tomo
Definiciones:
Elemento:
sustancia pura formada por un solo
tipo de tomos
no puede descomponerse ni
convertirse en otra sustancia
mediante mtodos qumicos
ordinarios
existen 92 elementos naturales
Materia:
todo lo que tiene peso y ocupa
espacio
formada por tomos
Molcula: = formada por 2 ms
tomos que interactan entre ellos
Compuesto: sustancias cuyas
molculas contienen 2 ms tomos
(pueden ser del mismo elemento u otros
elementos)
Orgnicos
inorgnicos
Masa o Peso atmico:
es la suma de los protones y
neutrones presentes en el tomo.
masa del electron no se incluye por
ser muy pequea.
Tabla Peridica: Familias y Periodos
Regla del Octeto
tomos inertes = no reaccionan con otros tomos; su orbital ms
externo est lleno segn capacidad
tomo reactivo = reacciona con otros tomos cedindo, aceptando
compartiendo electrones de su ultimo orbital para formar molculas.
La forma mas simple de visualisar un atomo es:
imaginando un sistema planetario, donde los electrones orbitan alrededor de un
nucleo (sol) compuesto por protones y neutrones.
Estructura Atomica:
tomo neutral :
in:
catin (+)
anion (-)
Isotopos:
Isotopos son atomos del mismo elemento con diferentes masa atomica (diferente
numero de neutrones).
Muchos de los isotopos son inestables, siendo entonces radioactivos.
Los radioisotopos son importantes para la salud, medicina y para la investigacion.
Los 3 isotopos de hidrogeno Protio, Deuterio, Tritio.
Algunos atomos son sociables y otros antisociales
Sociales = Reactivos antisociales = no reactivos
Atomos desean alcanzar su
estabilidad (completar su ultima
orbita).
Regla del Octeto.
Atomos sin cumplir la Regla
del Octeto buscaran reaccionar
con otros atomos para lograrlo.
El cumplir la Regla del Octeto
controlara que atomo reacciona
con cual y en que combinacion.
Completado de Niveles Energeticos:
Regla del Octeto
Regla de Octeto: Importantisima Todo atomo tendera a ganar o perder
electrones hasta alcanzar tener 8 electrones en su
ultima orbita (nivel energetico).
Excepto: 1ra orbita (solo necesita 2 e-).
Niveles energticos: Orbitas de electrones corresponden a diferentes niveles de energa
(determinan las propiedades qumicas de los tomos; mientras ms
cercano al ncleo, ms energa tiene)
1ra orbita hasta 2 electrones
2da orbita hasta 8 electrones
3ra orbita hasta 18 electrones (ojo)
(los electrones de un tomo interactuarn con los electrones del otro
tomo; electrones en constante movimiento)
2n2 donde n = nivel de energa : sirve para calcular el nmero mximo de
electrones por nivel energtico
Reacciones qumicas:
creacin y ruptura de enlaces qumicos para formar nuevas sustancias
Enlaces qumicos: forman molculas; resultan de los tomos ganar, perder compartir electrones.
Casi todas las biomolculas tienen enlaces covalentes.
3 tipos de enlaces:
Inico enlace en el que ocurre transferencia total de electrones entre los tomos
Iones oxidacin pierde electrones
reduccin gana electrones
covalente enlace en el que los tomos comparten electrones
Sencillo comparten 1 pareja de e-
Doble comparten 2 parejas de e-
Triple comparten 3 parejas de e-
polaridad
no polar = sus extremos son neutros
polar = tiene un polo (extremo) con carga (+) y otro polo con carga (-)
enlaces puentes de hidrgeno = atracciones elctricas ms dbiles entre dentro de
molculas que tienen enlaces covalentes polares
Enlace Ionico:
Sodio dona un electron a cloro.
El electron se transfiere totalmente al atomo de cloro.
Cloro completa su Regla del Octeto en su ultimo nivel energetico y Sodio tambien.
La transferencia total de electrones resulta en la formacion de iones.
Ion es un atomo o molecula con carga electrica neta positiva o negativa.
Formacion de Iones:
Enlace Ionico:
Cargas electricas opuestas se atraen.
Dos iones con cargas electricas opuestas se atraen.
Las sales estan formadas por enlaces ionicos.
Los enlaces ionicos son
comunes y de gran
importancia para la biologia.
Enlace Covalente:
Atomos comparten electrones para completar su Regla del Octeto.
H2
Una molecula esta formada por 2 o mas atomos unidos por enlaces covalentes.
Atomos que comparten un par de electrones formando un enlace covalente sencillo:
H-H (para H2)
o
H-O-H (para H2O)
o
(para CH4)
Las reacciones quimicas seran alteradas por:
C6H12O6 + 6H2O 6H2O + 6CO2
Reactantes Productos
Temperatura
Concentracion de reactantes y productos Soluto
Solvente
Cataliticos
Enlaces Covalentes No Polares:
Algunos atomos tienen cierta afinidad igual por los electrones, segun su tamano.
Enlaces covalentes de H2 y de CH4 son no polares al igual que esas moleculas.
Al ocurrir eso, los electrones pasan igual cantidad de tiempo alrededor de cada
atomo enlace covalente no polar.
Enlaces covalentes:
Por su tamano, algunos atomos tienen afinidad desigual hacia los electrones.
Por lo tanto el enlace covalente sera polar, y probablemente la molecula sera polar.
Si eso ocurre, los electrones pasan mayor cantidad de tiempo alrededor de unos
atomos mayores y el enlace sera covalente polar.
El oxigeno hala los electrones con mayor fuerza que el H.
Enlaces covalentes: Polar y No-Polar:
Enlaces Covelentes Polares y No-Polares:
La caracteristica de polaridad de los enlaces determina que molecula disuelve a que soluto.
Ejemplo: agua disuelve a azucar pero no disuelve aceite.
La regla general es que igual disuelve a igual.
Esto es: polar disuelve a polar y no polar disuelve no polar.
Agua y aceite.
En base a su solubilidad en el agua, las moleculas pueden ser:
1. hidrofilicas (amantes del agua)
2. hidrofobicas (detestan el agua)
Fig. pag. 24
Enlace Covalente sencillo:
Enlace covalente doble:
Enlace covalente triple:
Enlaces de Hidrogeno:
Oxigeno (O) y Nitrogeno (N) son mas hambrientos por los electrones que lo que es
Hidrogeno (H).
Resultado: Enlaces de Hidrogeno
Los enlaces de Hidrogeno confieren al
agua unas caracteristicas unicas y
particulares.
Los enlaces entre nitrogeno o oxigeno e hidrogeno son altamente polares.
Esto permite que se formen enlaces entre los lados parcialmente positivos de la molecula y
los lados parcialmente negativos de las otras moleculas vecinas.
Fortaleza relativa de los enlaces:
Covalente Ionico Hidrogeno
> >
Grupos funcionales = grupos de tomos que viajan juntos
y poseen determinadas caractersticas y reactividad qumica.
H+ -COOH
-OH -SH
-CO- PO4
-CH3
NH2
Nomenclatura util:
AGUA: H2O
Importancia del agua para la vida: sin agua no hay
vida; la vida se origina en el agua; partes de la
Tierra es agua; 2/3 partes del peso humano es agua.
Los organismos se componen entre 60 a 90% de agua
La vida depende ntimamente del agua y sus propiedades.
Retiene gran cantidad de calor.
Presenta una alta tension de superficie.
Su densidad es menor es su estado solido que en su estado
liquido.
Propiedades del Agua:
Solvente nico puede disolver una amplia gama de
sustancias, ej. Protenas, sales, azcares, etc.
Polaridad:
Hidroflico
Hidrofbico = molculas q no son polares, no se disuelvenen agua
Interaccin hidrofbica = tendencia que tienen lasmolculas de aceite a agruparse.
El agua es un solvente extraordinario.
NaCl en H2O.
Ionizacin y pH:
los enlaces covalentes del agua se rompen y un proton de
H+ se disocia de la molcula.
Determinamos la cantidad de p+ presentes en la solucin.
Se prepara la escala del llamado pH (1 - 14).
El agua tiene pH = 7 o sea, .0000001=10-7 protones de H+
en solucin
pH=7 son neutral
Las soluciones tienden a disociarse y a formar muchos H+
Soluciones con pH
pH