Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-66

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32 Capítulo 2 
Repaso
 ■ ¿Por qué un radioisótopo se puede sustituir por un átomo ordinario (no 
radiactivo) del mismo elemento, en una molécula?
 ■ ¿Qué tipo de fórmula química aporta más información?
 ■ ¿Cuántas partículas se podrían incluir en 1 g de átomos de hidrógeno?, 
¿en 2 g de moléculas de hidrógeno?
2.3 ENLACES QUÍMICOS
OBJETIVO DE APRENDIZAJE 
7 Distinguir entre enlaces covalentes, enlaces iónicos, enlaces de hidró-
geno e interacciones de van der Waals. Compararlos en términos de los 
mecanismos por los que se forman y por sus fuerzas relativas.
Los átomos se mantienen unidos por fuerzas de atracción llamadas en-
laces químicos. Cada enlace representa una cantidad dada de energía 
química. La energía de enlace es la energía que se necesita para romper 
un enlace químico. Los electrones de valencia establecen cuántos enla-
ces se pueden formar de un átomo. Los dos tipos principales de enlaces 
químicos fuertes son los enlaces covalentes y los enlaces iónicos.
En los enlaces covalentes se comparten 
los electrones 
Los enlaces covalentes implican compartir electrones entre átomos de 
manera que cada átomo queda con su capa de valencia completa. Una 
molécula consta de átomos unidos por enlaces covalentes. Un ejemplo 
sencillo de este tipo de enlace covalente es el que une a dos átomos de
hidrógeno en una molécula de hidrógeno gaseoso, H2. Cada átomo de hi-
drógeno tiene 1 electrón, pero se requieren 2 electrones para completar 
su capa de valencia. Los átomos de hidrógeno tienen igual capacidad 
para atraer electrones, de modo que no se donan electrones entre sí. En 
cambio, los dos átomos de hidrógeno comparten sus únicos electrones, 
así que el par de electrones compartidos son atraídos simultáneamente 
por los 2 protones de cada núcleo de hidrógeno. Los 2 electrones giran 
alrededor de ambos núcleos atómicos, formando así el enlace covalente 
que une los dos átomos. Del mismo modo, se pueden enlazar átomos 
diferentes con enlaces covalentes formando moléculas, el resultado es 
un compuesto covalente.
Una manera sencilla de representar a los electrones en la capa de 
valencia de un átomo es utilizar puntos colocados alrededor del símbolo 
químico del elemento. Esta representación se llama estructura de Lewis
del átomo, llamada así en honor de G. N. Lewis, químico estado unidense 
que desarrolló este tipo de notación. En una molécula de agua, dos áto-
mos de hidrógeno están unidos covalentemente con un átomo de oxí-
geno:
H H HH O O+ +
El oxígeno tiene 6 electrones de valencia, cuando comparte electrones 
con los dos átomos de hidrógeno, completa su capa de valencia de 8. Al 
mismo tiempo, cada átomo de hidrógeno completa su capa de valencia 
de 2. (Observe que en la fórmula estructural HOOOH, cada par de 
electrones compartidos constituye un enlace covalente, que se repre-
senta por una línea continua. Generalmente en una fórmula estructural 
se omiten los electrones no compartidos).
El átomo de carbono tiene 4 electrones en su capa de valencia, cada 
uno de los cuales está disponible formando enlaces covalentes:
La cantidad de un elemento o compuesto cuya masa en gramos 
es equivalente a su masa atómica o molecular es de 1 mol (mol). Así, 
1 mol de agua son 18 gramos (g), y 1 mol de glucosa tiene una masa 
de 180 g. El mol es un concepto muy útil porque permite hacer com-
paraciones signifi cativas entre los átomos y las moléculas de una masa 
muy diferente. La razón es que 1 mol de cualquier sustancia siempre tiene 
exactamente el mismo número de unidades, ya sea que estas unidades sean 
pequeños átomos o moléculas grandes. El gran número de unidades en 
un mol, 6.02 � 1023, se conoce como el número de Avogadro en honor 
del físico italiano Amadeo Avogadro, quien fue el primero que lo calculó. 
Así, 1 mol (180 g) de glucosa contiene 6.02 � 1023 moléculas, al igual 
que 1 mol (2 g) de hidrógeno molecular (H2). Aunque es imposible con-
tar cada uno de los átomos y moléculas, un científi co puede calcularlos 
simplemente pesando una muestra. Los biólogos moleculares por lo 
general tratan con valores más pequeños, ya sea milimoles (mmol, una 
milésima parte de un mol) o micromoles (mmol, una millonésima parte 
de un mol).
El concepto de mol también permite hacer comparaciones útiles 
entre las disoluciones. Una disolución 1 molar, que se representa por
1 M, contiene 1 mol de sustancia que se disuelve en un volumen total de 
1 litro (L). Por ejemplo, se puede comparar 1 L de una disolución 1 M 
de glucosa con 1 L de una disolución 1 M de sacarosa (azúcar de mesa, 
una molécula más grande). Se diferencian en la masa del azúcar disuelto 
(180 g y 340 g, respectivamente), pero cada una de éstas tienen 6.02 � 
1023 moléculas de azúcar.
Las ecuaciones químicas describen
reacciones químicas
En cualquier momento de la vida de un organismo —bacteria, hongo, 
o una mariposa—, ocurren muchas reacciones químicas complejas. Las 
reacciones químicas, como la reacción entre la glucosa y el oxígeno, se 
pueden describir por medio de ecuaciones químicas:
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + energía
Glucosa Oxígeno Dióxido de carbono Agua
¡
En una ecuación química, los reactivos, sustancias que participan en la 
reacción, generalmente se escriben en el lado izquierdo, y los produc-
tos, sustancias formadas por la reacción, se escriben en el lado derecho. 
La fl echa signifi ca “produce” e indica la dirección en la que ocurre la 
reacción.
Los compuestos químicos reaccionan entre sí en formas cuantita-
tivamente precisas. Los números que preceden a los símbolos o fórmu-
las químicas (conocidos como coefi cientes) indican el número relativo 
de átomos o moléculas que reaccionan. Por ejemplo, 1 mol de glucosa 
que se quema al fuego o se metaboliza en una célula reacciona con
6 moles de oxígeno formando 6 moles de dióxido de carbono y 6 moles 
de agua.
Se pueden realizar simultáneamente muchas reacciones en la di-
rección inversa (hacia la izquierda) y en la dirección hacia delante (a la 
derecha). En equilibrio dinámico, las tasas de reacción directa e inversa 
son iguales (vea el capítulo 7). Las reacciones reversibles se indican con 
fl echas dobles:
CO2 + H2O H2CO3
Dióxido de carbono Agua Ácido carbónico
En este ejemplo, las fl echas se dibujan con diferentes longitudes para in-
dicar que cuando la reacción alcanza el equilibrio, habrá más reactivos 
(CO2 y H2O) que productos (H2CO3).
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	Parte 1 La organización de la vida
	2 Átomos y moléculas: la base química de la vida
	2.2 Reacciones químicas
	Las ecuaciones químicas describen reacciones químicas
	Repaso
	2.3 Enlaces químicos
	En los enlaces covalentes se comparten los electrones