Fundamentos de Química para Biologia

Vista previa del material en texto

Fundamentos de química para 
biología
Ernesto Rojo Salinas
Materia Elementos Átomos Moléculas y compuestos
Todo lo que ocupa
un lugar en el
espacio y tiene masa
Es una sustancia que no
se puede descomponer
en otras sustancias por
medios químicos
ordinarios.
Es la unidad de materia
más pequeña que aún
conserva las
propiedades de un
elemento
O
H
Oxígeno
Hidrógeno
O
H H
Agua
Una molécula, es la
unión de más de dos
átomos por medio de
enlaces químicos
Un compuesto, es una
sustancia que consta de
dos o más elementos
diferentes combinados
en una proporción fija.
Fundamentos químicos
H H H2
Existen 118 elementos
Bioelementos
I. El O, C, H y N constituyen
aproximadamente el 96.3 % de la masa
de un organismo.
II. El Ca, P, K, S, Na, CL y Mg, constituyen
aproximadamente el 3.7 %.
III. El Zn, I, Fe y Cu, se conocen como
oligoelementos o elementos traza
porque se encuentran en un porcentaje
menor al 0.01%,
Clasificación de los bioelementos
Primarios Secundarios 
Bioelementos
Mayoritarios Oligoelementos
Traza Ultra traza
Concentraciones
mayores a 0.1 %
Concentraciones
entre 0.1 % - 0.0001%
Concentraciones
Menores a 0.0001 %
Forman parte de la
estructura de las
biomoléculas
Son
indispensables
en distintos
procesos.
Átomos
Los componenetes del átomos son:
I. Electrón (-)
II. Protón (+)
III. Neutrón
Los átomos son
electricamente neutros, su
número de protones es
igual al número de
electrones
Número atómico y 
masa atomica
Número de protones = Número atómico
El de protones determina
la identidad de un átomo
Por ejemplo el hidrógeno solo tiene
un protón, por lo tanto su número
atómico es 1
Masa atómica
Partícula Carga Masa aprox. Ubicación
Protón Positiva 1uma Núcleo
Neutrón Neutra 1uma Núcleo
Electrón Negativa 1/1800 uma Fuera del núcleo
Es la suma de protones y neutrones de un solo átomo. Se expresa en -unidades de masa atómica- (uma) o dalton 
Masa atómica= Número de protones + Número de neutrones
Carbono 
Protones = 6
Neutrones = 6
6+6 = 12
Isótopos
Átomos del mismo elemento con diferente número de neutrones por lo tanto con masa atómica 
distinta
HIDRÓGENO
Isótopos radiactivos (radioisótopos)
Son inestables y tienden a
desintregrarse y decaer en
otro isótopo más estable
Vida media del C14 es de 
5730 años
¿Qué onda con los electrones?
I. Los electrones se desplazan con
rapidez en regiones llamadas
orbitales.
II. Cada orbital contiene un
máximo de 2 e-
III. La representación más exacta de
los orbitales es como nubes
electrónica
Niveles de energía
Menor energía potencial
Mayor energía potencial
I. Dentro átomo los electrones tienen niveles de energía separados
II. De acuerdo con su posición los electrones tienen una energía potencial determinada
III. Un electron solo puede moverse en una zona, a menos que reciba o libere energía
IV. Los electrones que estan a la misma distancia del núcleo tienen la misma energía, incluso si ocupan 
orbitales diferentes. Se dice que estos electrones ocupan el mismo nivel de energía.
V. Los niveles de energía se indican con las letras K, L, M y N
En algunas reacciones químicas los
electrones se transiferen de un atomo a
otro
La perdida de un electron se llama
oxidacción y la ganancia reducción.
Reacciones Redox
Despues de perder un
electron se forma un
ca#ón ( ion con carga
posi2va)
Anión, ion con carga
nega2va
Después de que un átomo pierde o gana 
electrones, se forma un átomo con carga, 
denominado ion. 
Electrones de valencia
Son los electrones de más alta
energía y ocupan la capa de
valencia.
El comportamiento químico de los
cualquier átomo esta determinado
por sus electrones de valencia
I. La capa de valencia de cualquier 
elemento esta completa cuando 
contiene 8 electrones.
II. Cuando no esta completa el átomo 
tiende a aceptar, ceder o compartir 
electrones para completarla. 
I. El comportamiento químico refleja 
cuantas de las 8 posiciones estan 
ocupadas
Los electrones determinan el comportamiento químico de un átomo
Los átomos Senden a establecer
niveles de energía externos
completos con ocho electores,
esto se denomina regla del octeto
Los electrones determinan el comportamiento químico de un átomo
Moléculas y compuestos 
Dos o más átomos se combinan químicamente para formar unidades llamadas moléculas.
Cuando un molécula contiene átomos de mas de un elemento se llama compuesto.
Los átomos de una molecual estan unidos por enlaces químicos, estso enlaces pueden ser:
Enlaces e interacciones 
entre moléculas
Iónico Covalente
Polar No polar
Enlaces o puentes 
de hidrógeno
Fuerzas de van 
der Walls
Enlace iónico
Se forma un enlace iónico como consecuencia de la atracción entre la carga positiva de un catión y la carga negativa
de un anión. Un compuesto iónico es una sustancia que consta de aniones y cationes unidos por sus cargas
opuestas
Un único 
electron de 
valencia
Siete 
electrones 
de valencia
Cuando se colocan
juntos reaccionan
rápidamente, los
átomos de sodio se
oxidan y los de
cloro se reducen
Formando iones
Na+ (cationes) y
Cl- (aniones)
Debido a las cargas opuestas los iones se
atraen y permanecen asociados en un
compuesto de NaCl
No se forman moléculas de NaCl 
individuales
Enlace covalente
Dos o más átomos comparten uno o más pares de electrones de manera que cada átomo queda con su 
capa de valencia completa
El helio y el
hidrógeno tienen su
capa de
valencia completa
con 2 electrones
La fuerza de los enlaces
depende d el número de
electrones compartidos, por lo
tanto los enlaces dobles son
más fuertes que los sencillos y
los triples más fuertes que los
dobles
Enlaces covalentes polares y no polares
Los átomos difieren en su propiedad por los 
electrones, una propiedad denominada 
electronegativadad
I. Cuando los átomos unidos covalentemente
tienen electronegatividades similares, los
electrones se comparten por igual y el
enlace covalente se describe como no
polar.
II. Cuando los átomos difieren en
electronegatividad se denomina enlace
covalente polar. Diferencias de 
electronegatividad
Tipo de enlace
Igual o menor a 0.4 Covalente no polar
De 0.5 a 1.7 Covalente polar
Mayor a 1.7 Iónico
Enlace covalente no polar Enlace covalente polar
Los electones se comparten por igual y se
distribuyen equitativamente
La distribución de los electrones compartidos es desigual y da
como resultado regiones con carga parcial positiva y regiones
concarga parcia negativa
Los enlaces de hidrógeno tienden a
formarse entre un átomo con carga
parcial negativa y un átomo de
hidrógeno que está unido
covalentemente al oxígeno o al
nitrógeno.
Los átomos que participan pueden
estar en dos partes de la misma
molécula o en dos moléculas
diferentes.
Enlaces o puentes de hidrógeno
Reacciones químicas
I. La formación y ruptura de los enlaces
químicos se denomina reacción química
II. Todas las reacciones implican el
desplazamiento de átomos de una
molécula o compuesto iónico a otro sin
nigun cambio en el número o identidad de
los elementos
III. Las reacciones químicas sucesivas
cosntituyen las vías metabólicas
6H2O + 6CO2 C6H12O6 + 6O2
ReacSvos Productos
Gracias