Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-65

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Átomos y moléculas: la base química de la vida 31
Los átomos forman compuestos y moléculas
Dos o más átomos pueden combinarse químicamente. Cuando se 
combinan los átomos de diferentes elementos, el resultado es un com-
puesto químico. Un compuesto químico consta de átomos de dos 
o más elementos diferentes combinados en una proporción fi ja. Por 
ejemplo, el agua es un compuesto químico formado de hidrógeno y 
oxígeno en una proporción de 2:1. La sal de mesa común, cloruro de 
sodio, es un compuesto químico formado por sodio y cloro en una 
proporción 1:1.
Dos o más átomos pueden estar unidos fuertemente formando una 
partícula estable llamada molécula. Por ejemplo, cuando se combinan 
químicamente dos átomos de oxígeno, se forma una molécula de oxí-
geno. El agua es un compuesto molecular, y cada molécula consta de 
dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Sin embargo, como se verá, 
no todos los compuestos están formados por moléculas. El cloruro de 
sodio (la sal común de mesa) es un ejemplo de un compuesto que no 
es molecular.
Las fórmulas químicas simplifi cadas, moleculares, 
y estructurales dan información diferente
Una fórmula química es una expresión abreviada que describe la com-
posición química de una sustancia. Los símbolos químicos indican los 
tipos de átomos presentes, y el número de los subíndices indican las pro-
porciones entre los átomos. Existen varios tipos de fórmulas químicas, 
cada tipo proporciona información específi ca.
En una fórmula simplifi cada (también conocida como una fórmu -
la empírica), los subíndices indican la mínima proporción de números 
enteros de átomos presentes en un compuesto. Por ejemplo, la fórmula 
simplifi cada para la hidracina es NH2, que indica una proporción de
1:2 de nitrógeno a hidrógeno. (Observe que cuando está presente un 
átomo de un tipo, el subíndice número 1 no se escribe).
En una fórmula molecular, los subíndices indican el número real 
de cada tipo de átomo por molécula. La fórmula molecular de la hi-
dracina es N2H4, lo que indica que cada molécula de la hidracina está 
compuesta de dos átomos de nitrógeno y cuatro átomos de hidrógeno. 
La fórmula molecular del agua, H2O, indica que cada molécula está for-
mada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.
Una fórmula estructural muestra no sólo los tipos y número de 
átomos en una molécula, sino también su disposición. Por ejemplo, la 
fórmula estructural del agua es HOOOH. Como se estudiará en el ca-
pítulo 3, es normal que las moléculas orgánicas complejas con diferentes 
fórmulas estructurales compartan la misma fórmula molecular.
Un mol de cualquier sustancia contiene el mismo 
número de unidades
La masa molecular de un compuesto es la suma de las masas atómicas
de los átomos que componen una única molécula; así la masa mo-
lecular del agua, H2O, es (hidrógeno: 2 � 1 uma) + (oxígeno: 1 �
16 uma), o 18 uma. (Debido a la presencia de isótopos, los valores de 
la masa atómica no son números enteros, pero para facilitar el cálculo 
de la masa atómica se ha redondeado cada valor a un número entero). 
Similarmente, la masa molecular de la glucosa (C6H12O6), un azúcar 
simple que es un compuesto fundamental en el metabolismo celular, es 
(carbono: 6 � 12 uma) + (hidrógeno: 12 � 1 uma) + (oxígeno: 6 � 
16 uma), o 180 uma.
gado positivamente). Se dice que los electrones más energéticos, conoci-
dos como electrones de valencia, ocupan la capa de valencia. La capa de 
valencia se representa como el anillo exterior concéntrico en el modelo 
de Bohr. Como se verá en las siguientes secciones, son estos electrones de 
valencia los que juegan un papel fundamental en las reacciones químicas.
Un electrón se puede mover a un órbital más alejado del núcleo al 
recibir más energía, o puede ceder la energía y caer a un nivel de energía 
más baja, en un órbital más cercano al núcleo. Los cambios en los niveles 
de energía de los electrones son importantes en la conversión de ener-
gía de los organismos. Por ejemplo, durante la fotosíntesis, la energía lu-
minosa absorbida por las moléculas de clorofi la hace que los electrones 
se muevan a un nivel superior de energía (vea la fi gura 9-3).
Repaso
 ■ ¿Todos los átomos de un elemento tienen el mismo número atómico?, 
¿la misma masa atómica?
 ■ ¿Qué es un radioisótopo? ¿En qué forma se utilizan los radioisótopos 
en la investigación biológica? 
 ■ ¿Cómo se comparan los electrones de diferentes orbitales de la misma 
capa electrónica, respecto a su energía?
2.2 REACCIONES QUÍMICAS
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
4 Explicar cómo el número de electrones de valencia de un átomo está 
relacionado con sus propiedades químicas.
5 Distinguir entre las fórmulas químicas simplifi cadas, moleculares y 
estructurales.
6 Explicar por qué el concepto de mol es tan útil para los químicos.
El comportamiento químico de un átomo está determinado principal-
mente por el número y disposición de sus electrones de valencia. La 
capa de valencia del hidrógeno o del helio está llena o completa (esta-
ble) cuando contiene 2 electrones. La capa de valencia de cualquier otro 
átomo está completa cuando contiene 8 electrones. Cuando la capa de 
valencia no está llena, el átomo tiende a perder, ganar o compartir elec-
trones para completar una capa externa. Las capas de valencia de todos 
los isótopos de un elemento son idénticas; por esta razón, tienen pro-
piedades químicas similares y se pueden sustituir por otro isótopo del 
mismo elemento en las reacciones químicas (por ejemplo, el tritio se 
puede sustituir por hidrógeno común).
Los elementos que están en la misma columna vertical (que perte-
necen al mismo grupo) de la tabla periódica tienen propiedades químicas 
similares debido a que sus capas de valencia tienen tendencias similares 
a perder, ganar o compartir electrones. Por ejemplo, el cloro y el bromo, 
que están incluidos en un grupo normalmente conocido como los ha-
lógenos, son altamente reactivos. Ya que sus capas de valencia tienen 
7 electrones, tienden a ganar un electrón en las reacciones químicas. Por 
el contrario, el hidrógeno, sodio y potasio, tienen cada uno un solo elec-
trón de valencia, que tienden a cederlo o compartirlo con otro átomo. 
El helio (He) y el neón (Ne) pertenecen a un grupo conocido como 
gases nobles. Son poco reactivos ya que sus capas de valencia están llenas. 
Observe en la fi gura 2-1 las capas de valencia incompletas de algunos 
de los elementos importantes en los organismos, incluyendo el carbono, 
hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, y compárelas con la capa de valencia del 
neón de la fi gura 2-4d.
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	Parte 1 La organización de la vida
	2 Átomos y moléculas: la base química de la vida
	2.1 Elementos y átomos
	Repaso
	2.2 Reacciones químicas
	Los átomos forman compuestos y moléculas
	Las fórmulas químicas simplificadas, moleculares, y estructurales dan información diferente
	Un mol de cualquier sustancia contiene el mismo número de unidades