Introducción - Florencia Antonella

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Introducción a la Física 
y Química Biológica 
Física 
«La física, del griego fisis («naturaleza»), es la ciencia natural que 
estudia, mediante leyes fundamentales, la energía, la materia, el 
tiempo y el espacio, es decir, el universo mismo.» 
 
 
 
https://concepto.de/ciencias-naturales/
https://concepto.de/energia/
https://concepto.de/materia/
https://concepto.de/tiempo/
https://concepto.de/espacio/
Química 
«Del egipcio keme (“tierra”), la química es la ciencia que se 
dedica al estudio de la estructura, las propiedades, la 
composición y la transformación de la materia.» 
https://definicion.de/ciencia/
Se pueden definir 3 niveles en química: 
● Nivel macroscópico (propiedades de los objetos visibles) 
● Nivel microscópicos (fenómenos macroscópicos en términos de reordenamiento de «átomos») 
● Nivel simbólico (en el que se expresan los fenómenos químicos mediante el uso de símbolos químicos y 
ecuaciones matemáticas) 
Elemento: toda sustancia que no se puede descomponer en otras más simples mediante procesos químicos. Por ej.: 
cobre (Cu), oro (Au), sodio (Na), hidrógeno (H) y oxígeno atómicos (O) 
Símbolo químico: combinaciones de letras que se usan para representar a los elementos. La primera letra es 
mayúscula, acompañada por una segunda letra minúscula. Los símbolos de algunos elementos provienen de su 
nombre en latín, por ejemplo el hierro, Fe (de ferrum), sodio Na (de natrium).. 
 
Todos los elementos se encuentran ordenados en la tabla periódica. 
Química Inorgánica 
Enfoca su estudio a los cuerpos simples y los compuestos que no contienen carbono en sus moléculas 
Estructura atómica 
Número atómico (Z): 
→ Es el número de protones que tiene un átomo en el núcleo y por ende, el número de electrones que hay en sus 
órbitas 
Este “Z”, permite clasificar a los diferentes elementos químicos que forman parte de la naturales en una tabla: La tabla 
periódica. 
Composición del cuerpo humano 
Desde el punto de vista cuantitativo, los 
elementos se clasifican en: 
● Primarios 🡪 el 98% de la masa corporal está formada por oxígeno (O), carbono (C), 
hidrógeno (H) y nitrógeno (N). Se agrega el calcio (Ca) y el fósforo (P) también. 
● Secundarios 🡪 se encuentran en proporciones menores a los primarios. Potasio (K+) como 
principal catión del espacio intracelular, azufre (S, componente de proteínas y otras 
moléculas de importancia biológica), sodio (Na, principal catión extracelular), cloro (Cl), 
magnesio (Mg, cofactor de enzimas o catalizadores biológicos), hierro (Fe, componente de 
la hemoglobina) 
● Oligoelementos 🡪 “micronutrientes” porque ingresan en pequeñas cantidades con los 
alimentos. Son fundamentales: yodo (I, forma parte de la hormona tiroidea), el flúor (F), 
cobre ((Cu), manganeso (Mn), cinc (Zn), molibdeno (Mo), selenio (Se), etc. 
Elementos primarios: 
Oxígeno: 65% Nitrógeno: 3% 
Carbono: 18,5% Calcio: 1,5% 
Hidrógeno:10% Fósforo: 1% 
Elementos secundarios: 
Potasio: 0,30% Cloro: 0,15% 
Azufre: 0,25% Magnesio: 0,05% 
Sodio: 0,20% Hierro: 
0,005% 
Oligoelementos: 
Flúor: 0,001% 
Cobre: 0,0002% 
Yodo: 0,00004% 
Manganeso: 0,00003% 
Zinc: vestigios 
Cobalto: vestigios 
Molibdeno: vestigios 
 
Clasificación periódica de los elementos químicos 
*Período: todos los elementos químicos que forman parte de un mismo período, tienen el mismo número de órbitas o 
niveles energéticos 
*Grupo: todos los elementos químicos ubicados en un mismo grupo, tienen el mismo número de electrones en su 
órbita más externa 
Sustancias 
● Conformadas por 
uno o varios 
átomos del mismo 
elemento. Ej.: H2 
Simples 
• Las moléculas 
están hechas por 
dos o más 
elementos. Ej.: H2O 
Compuestas 
Sustancias Simples 
Son sustancias formadas por un solo elemento. 
Las sustancias elementales sin fórmula molecular definida se nombran como el elemento y se representan por su símbolo: el Fe 
se nombra hierro. 
Las sustancias elementales con estructura molecular definida se nombran con un prefijo numeral seguido del nombre del 
elemento: el H2 se nombra dihidrógeno 
 
Iones simples: se debe emplear la palabra ión para indicar que se trata de un átomo o grupo de átomos 
con carga 
- Aniones: son iones con carga negativa. Los aniones monoatómicos se nombran con el nombre del átomo 
correspondiente con el sufijo -uro, excepto en el caso del oxígeno, en el que el sufijo es -ido (óxido). Si fuera 
necesario, se utilizaría un prefijo numeral: Cl- se nombra ión cloruro 
- Cationes: son iones con carga positiva. Los cationes monoatómicos se nombran como el átomo correspondiente, 
pero en el caso de átomos que pueden tener distintos estados (números) de oxidación, se indica entre paréntesis: 
Fe2+ se nombra ión hierro (II) o ión hierro (+2) 
Sustancias binarias 
Compuestos ternarios (hidróxidos y oxoácidos) 
Compuestos ternarios (oxosales) 
Conceptos básicos de los enlaces químicos 
Siempre que dos átomos o iones están unidos fuertemente entre sí, decimos que hay un enlace químico entre ellos 
 
Enlace iónico: fuerzas electrostáticas que existen entre iones con cargas opuestas. Los iones pueden formarse a partir 
de átomos mediante la transferencia de uno o más electrones de un átomo a otro. 
Enlace covalente: cuando dos átomos comparten uno o más pares de electrones, generalmente entre NO metales. 
 
Enlaces metálicos: se encuentran en los metales como el cobre, hierro y aluminio 
 
 
Símbolo de Lewis 
Consiste en el símbolo químico del elemento más un punto para cada electrón de valencia 
Por ejemplo, el azufre tiene la configuración electrónica [Ne]3s23p4; por lo tanto, su símbolo de Lewis muestra seis 
electrones de valencia: 
 
Los puntos se colocan en los cuatro lados del símbolo atómico: arriba, abajo, izquierda y derecha. Cada lado puede 
acomodar hasta dos electrones. Los cuatro lados del símbolo son equivalentes, lo que significa que elegir en qué lado 
acomodar el quinto y el sexto electrón se hace de manera arbitraria. 
 
Regla del octeto 
Los átomos con frecuencia ganan, pierden o comparten electrones para alcanzar el mismo número de electrones que 
el gas noble que se encuentra más cerca de ellos en la tabla periódica. 
 
Los gases nobles tienen arreglos electrónicos muy estables, como lo demuestran sus energías de ionización elevadas, 
su poca afinidad por los electrones adicionales y su carencia general de reactividad química. Como todos los gases 
nobles (excepto el He) tienen ocho electrones de valencia, muchos de los átomos que experimentan reacciones 
también terminan con ocho electrones de valencia. 
 
Esta observación dio lugar a un principio conocido como la regla del octeto: los átomos tienden a ganar, perder o 
compartir electrones hasta que se encuentran rodeados por ocho electrones de valencia. 
 
Regla del octeto 
Un octeto de electrones consiste en las subcapas llenas s y p de un átomo. 
 
En términos de los símbolos de Lewis, un octeto puede visualizarse como cuatro pares de electrones de valencia 
acomodados alrededor del átomo, como en el símbolo de Lewis para el Ne en la tabla anterior. 
 
Existen excepciones a la regla del octeto, pero ésta proporciona un marco de trabajo útil para presentar muchos 
conceptos importantes sobre los enlaces. 
 
 
Electronegatividad 
● Es la tendencia que tiene un elemento químico a atraer electrones de otro. 
Por ej. el oxígeno es un elemento muy electronegativo 
● Mientras que, la electropositividad es la tendencia que tiene un elemento 
químico a ceder electrones a otro. Por ej., el sodio es un elemento muy 
electropositivo. 
En un mismo período de la tabla, la electronegatividad aumenta de 
izquierda a derecha, en tanto la electropositividad disminuye en 
ese sentido 
Uniónquímica 
La diferencia de electronegatividades entre dos elementos químicos, servirá para predecir qué unión química se 
establecerá entre ellos: 
● Covalente pura (C-C; O-O, H-H) 
● Covalente polar (C-H; C-O) 
● Electrocovalente (iónica) (Cl-Na; Cl-K) 
Función química y grupo funcional 
● Función química: es un conjunto de propiedades que permite 
agrupar a ciertas sustancias 
● Las sustancias agrupadas dentro de una función química presentan 
análogas propiedades químicas 
● El grupo de átomos que le confiere reactividad semejante a 
distintas sustancias se llama grupo funcional: por ej.: -CH2OH 
(metol) 
Funciones químicas 
La importancia del agua 
● Es el principal componente del cuerpo humano, 
representando aproximadamente el 65% del peso total. Se 
distribuye de la siguiente manera: 
Distribución corporal del agua 
Balance hídrico diario 
Estructura de la molécula de agua 
Uniones electrostáticas débiles, vida 
media corta; se forman y se rompen 
permanentemente 
Solubilidad de cloruro de sodio en agua: 
Cloro pertenece al grupo 7 y sodio pertenece al grupo 1 
El Na+ atrae hacia sí la densidad de carga negativa del oxígeno y el Cl-, la densidad de 
carga positiva de los hidrógenos. Ambos terminan hidratados 
Solución fisiológica 
En Medicina, se utiliza solución fisiológica para hidratar pacientes por vía endovenosa. 
La misma aporta 9 gramos de cloruro de sodio por litro de solución, lo que implica un aporte de 154 
mEq/l de Na+ y 154 mEq/l de Cl- .Se pasa a goteo endovenoso en sachets de 500 ml. 
 
Suero dextrosado: 
Cuando, además de aportar líquido por vía endovenosa, es necesario aportar calorías, se utiliza la dextrosa (D-
glucosa) en distintas concentraciones , por ej.: 5%, que aporta 200 calorías por litro de solución... 
 
Propiedades del agua