Fuerzas y enlaces bioquimica

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El agua como solvente en los 
seres vivos
Lic. Fabiola Sarco-Lira
2016
Objetivos Específicos
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La Tierra es un Planeta 
Acuático
Importancia biológica del agua
Entorno 
líquido
Movilidad 
celular
Interacción 
química
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Importancia para el desarrollo de la vida
5
Importancia para las biomoléculas
Forma del 60 al 90% de la masa celular
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El agua es solvente esencial y también un sustrato de 
numerosas reacciones
• Condiciona que 
forme enlaces 
débiles con otros 
compuestos
Químicas
• Solvente de 
sustancias iónicas y 
polaresFísicas
Recordemos
Átomo
Partícula elemental de los 
elementos/ Partícula 
más pequeña en que 
puede dividirse un 
elemento químico y 
continuar manteniendo 
sus propiedades 
características.
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Los electrones determinan las propiedades químicas de 
los átomos
La velocidad del 
Electrón es una 
Fracción de la 
Velocidad de la 
Luz
La distancia entre 
el electrón y el 
núcleo está 
determinada por 
la energía 
potencial (de 
posición) que 
posee el electrón
Átomo- la energía del electrón
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Cuanto mayor es la 
cantidad de energía 
que posee el 
electrón, más lejano 
está del núcleo. 
Cuando está cerca 
del núcleo su nivel 
energético es “basal”
Curtis H., Barnes S., Schnek A. y Massarini A. (2008). Biología
Átomo- la energía del electrón
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Modelo orbital
En cualquier átomo, los electrones en el primer nivel de energía 
ocupan un orbital esférico único, que puede contener un máximo 
de 2 electrones.
Primer Nivel 
De Energía
Hidrógeno
(número atómico= 1)
Primer Nivel de
Energía
Completo
Helio (2)
Número atómico= cantidad de protones en el núcleo
Átomo- Estructura
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Los átomos con números atómicos mayores que el Helio deben 
ocupar nivel de energía más altos.
En el segundo nivel hay 4 orbitales, cada uno puede tener 2 
electrones. Los elementos livianos (Núm. Ató. Hasta 20) poseen 
hasta 8 electrones.
Átomo- Estructura
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Gases Nobles
Curtis H., Barnes S., Schnek A. y Massarini A. (2008). Biología 13
• La manera cómo reacciona un átomo está 
determinada por el número y la distribución de sus 
electrones.
• Un átomo en el cual el nivel energético superior se ha 
completado con electrones es más estable que uno 
donde el nivel energético esté incompleto.
• En la mayoría de los átomos, este nivel energético, 
está incompleto.
Átomo: estructura/ reacción
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Iones
Un ión es un átomo que tiene carga eléctrica. Se forma cuando un 
átomo gana o pierde electrones.
¿y si lo sometemos a calor, luz, corriente eléctrica o a una reacción química?
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Iones
CATIÓN
ANIÓN
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Iones/ electrodos
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El sodio pierde un electrón para formar el ion de 
sodio, que se representará Na+ 
El ion de Sodio
Átomo de Na Ion Na+
11 protones 11 protones
11 electrones 10 electrones
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Sustancias que no pueden descomponerse en otras más sencillas por reacciones 
químicas.
Elementos químicos
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Molécula es la unión de dos o más elementos químicos
Molécula
Grupo eléctricamente neutro y suficientemente estable de al  
menos dos átomos en una configuración definida, unidos    
por enlaces químicos
Grupo eléctricamente neutro y suficientemente estable de al  
menos dos átomos en una configuración definida, unidos    
por enlaces químicos
Discretas Polímeros
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“Cuando se forma un enlace químico los 
átomos reciben, ceden o comparten 
electrones de tal forma que la capa más 
externa de cada átomo contenga ocho 
electrones, y así adquiere la estructura 
electrónica del gas noble en el sistema 
periódico”. 
La tendencia que poseen los átomos de 
lograr estructuras similares a las del gas 
noble
El enlace se define como la fuerza que mantiene juntos a grupos de 
dos o más átomos y hace que funcionen como unidad
Enlaces químicos
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Tipos de enlaces químicos
• Enlace iónico o electrovalente (no 
covalente)
• Enlace covalente 
• Enlace Metálico
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Enlaces 
covalentes 
Energía de enlaces
Puentes de hidrógeno
Interacciónes dipolo- dipolo
otras 23
Enlace Iónico
Para muchos átomos, la manera más simple de completar el 
nivel energético mayor consiste en ganar o perder uno o dos 
electrones.
Cationes Aniones 24
Enlace Iónico
Un ión fuertemente electropositivo y otro fuertemente electronegativo       
La atracción electrostática entre los iones causa que se unan y formen 
un compuesto químico, no se fusionan sino que uno da y otro recibe 
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Enlace Iónico – Fuerzas intermoleculares
 Son interacciones que existen entre las moléculas conforme a 
su naturaleza polar
El enlace de hidrógeno (puente de hidrógeno)   
 Las fuerzas de Van der Waals, que podemos clasificar a su  
vez en:
ion-dipolo
dipolo - dipolo
dipolo - dipolo inducido
 Interacciones hidrofóbicas 
 Interacciones hidrofílicas
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Enlace Iónico – Fuerzas intermoleculares
 Enlace de Hidrógeno
Se establece por atracción electrostática entre un átomo electropositivo de 
hidrógeno (H+) y un átomo electronegativo que tenga un par de electrones libres 
[O2, N ó F]
 Fuerzas de Van der Waals
Se establecen por la aproximación de dos dipolos. Puede ser una fuerza de 
atracción o de repulsión. El dipolo se define como una molécula con un extremo 
positivo y otro negativo
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Enlace Iónico – Fuerzas intermoleculares
Carga- carga
Carga- dipolo
Fuerza con el intervalo más largo; no 
direccional
Depende de la orientación del dipolo
Dipolo- dipolo 
Depende de la orientación mutua de los 
dipolos
Carga – dipolo inducido
Depende de la polaridad de la molécula en 
la que se ha inducido el dipolo
Dipolo- dipolo inducido
Depende de la polarización de la molécula 
en la que se ha inducido el dipolo
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Tipo de interacción Modelo Ejemplo 
 
Dispersión 
Implica la sincronización mutua de las 
cargas fluctuantes
Repulsión de van der Waals
Ocurre cuando los orbitales 
electrónicos mas externos se 
solapan
Enlace de Hidrógeno 
Atracción de las cargas + enlace 
covalente parcial
Donador Aceptor
Distancia del 
enlace
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Enlace Iónico – Fuerzas intermoleculares
 Fuerzas hidrofílicas
Interacción entre las regiones “cargadas” o 
polares de diferentes moléculas y el agua
El pH del medio juega un rol importante 
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Enlace Iónico – grupos funcionales polares
 Fuerzas hidrofílicas
Son responsables de 
la reactividad y propiedades      
químicas de los compuestos  
orgánicos.
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 Fuerzas Hidrofóbicas
Se produce cuando las moléculas no 
interaccionan con el agua porque no 
tienen regiones cargadas.
Enlace Iónico – Fuerzas intermoleculares
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Otra forma en la cual un átomo puede completar su nivel de energía 
exterior es COMPARTIENDO ELECTRONES con otro átomo
El par de electrones compartidos forma un orbital nuevo (orbital 
molecular) que envuelve a los dos núcleos de ambos átomos.
Enlace Covalente
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Enlace Covalente
Se forma al compartir un par de electrones entre los dos átomos, uno  
procedente de cada átomo. 
El par de electrones compartido es común a los dos átomos y los mantiene unidos.
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Enlace Covalente Polar
Aquel enlace covalentes en el que el reparto del par de electrones es  
desigual, con los electrones pasando más tiempo alrededor del átomo, que 
del otro. 
Existe una separación de la carga, siendo un átomo ligeramente más positivo, 
y el otro más negativo, es decir, el enlace producirá un momento dipolar.  
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LOS ELECTRONES NO DISTRIBUYEN SU TIEMPO DE MANERA EQUITATIVA ENTRE 
LOS ÁTOMOS IMPLICADOS. [Carga nuclear no neutralizada]
Enlace Covalente Polar
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Enlace Metálico
Mantiene unidos los átomos (unión entre núcleos atómicos y los electrones de valencia,      
que se juntan alrededor de éstos como una nube) de los metales entre sí   
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Tipos de reactivos
Bibliografía recomendada
39
“Dejamos de temer aquello que se ha 
aprendido a entender”
Marie Curie 
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	Slide 1
	Objetivos Específicos
	Slide 3
	Importancia biológicadel agua
	Importancia para el desarrollo de la vida
	Importancia para las biomoléculas
	Slide 7
	Recordemos
	Átomo- la energía del electrón
	Átomo- la energía del electrón
	Átomo- Estructura
	Átomo- Estructura
	Slide 13
	Átomo: estructura/ reacción
	Iones
	Iones
	Iones/ electrodos
	El ion de Sodio
	Elementos químicos
	Molécula
	Slide 21
	Slide 22
	Slide 23
	Enlace Iónico
	Slide 25
	Slide 26
	Slide 27
	Slide 28
	Slide 29
	Slide 30
	Slide 31
	Slide 32
	Slide 33
	Slide 34
	Slide 35
	Slide 36
	Slide 37
	Slide 38
	Bibliografía recomendada
	Slide 40