ISOTOPOS, CATIONES ANIONES, RADICALES - q

Fundamentos Espectroscópicos
Isótopos. Cationes. Aniones. Radicales libres.
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS
ISÓTOPOS. CATIONES. ANIONES. RADICALES LIBRES.
Integrantes:
Francisco Andrango (Farmacia)
Daniela Jaramillo(Farmacia)
Horario:Jueves10-12
TEMA 1
CATIONES Y ANIONES
ANION
Es un ion con carga eléctrica negativa, es decir, que ha ganado electrones. Los aniones
se describen con un estado de oxidación negativo.Es una partícula cargada
eléctricamente constituida por un átomo o molécula que no es eléctricamente neutra.
Conceptualmente esto se puede entender como que, a partir de un estado neutro de
un átomo o partícula, se han ganado o perdido electrones; este fenómeno se conoce
como ionización.
En los iones negativos, aniones, cada electrón, del átomo originalmente neutro, está
fuertemente retenido por la carga positiva del núcleo. Al contrario que los otros
electrones del átomo, en los iones negativos, el electrón adicional no está vinculado al
núcleo por fuerzas de Coulomb, lo está por la polarización del átomo neutro.
CATION
Es un ion sea átomo o molécula con carga eléctrica positiva, es decir, ha perdido
electrones. Los cationes se describen con un estado de oxidación positivo.Las sales
típicamente están formadas por cationes y aniones (aunque el enlace nunca es
puramente iónico, siempre hay una contribución covalente) También los cationes
están presentes en el organismo
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MÉTODOS PARA OBTENER CATIONES Y ANIONES DE CARBONO
Cationes
Pueden generarse de diferentes maneras entre las que se encuentran:

Ionización de halogenuros de alquilo

Tratamiento de alcohol es en medio ácido

Reacciones de sustitución electrofílica aromática
Aniones
La formación se ve favorecida por la presencia de grupos atractores de electrones
capaces de estabilizar la carga negativa por resonancia.

Desprotonación de un carbono con una base de Brönsted es el procedimiento
más directo para generar un carbanión. Se trata de un equilibrio ácido-base
que depende tanto de la estabilidad del carbanión formado como de la fuerza
de la base.

En la química organometálica
ESTABILIDAD DE CATIONES. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ESTABILIDAD.
La estabilidad de los carbocationes se incrementa con el número de grupos alquilo
unidos al átomo de carbono que lleva la carga. Los carbocationes terciarios son más
estables (y se forman más rápidamente) que los carbocationes secundarios; los
carbocationes primarios son altamente inestable porque, mientras los carbocationes
de orden mayor están estabilizados por hiperconjugación y por impedimento estérico,
los carbocationes primarios no lo están. En consecuencia, reacciones como la reacción
SN1 y la reacción de eliminación
POSIBLES USOS
Los iones son esenciales para la vida, los iones sodio, potasio, calcio y otros, juegan un
papel esencial en la biología celular de los organismos vivos, en particular en las
membranas celulares. Los iones inorgánicos disueltos son un componente de los
sólidos (sólidos totales disueltos) presentes en el agua e indican la calidad de esta.
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TEMA 2.
DEFINICIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LOS ISÓTOPOS
Se denominan isótopos a los átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen
cantidad diferente de neutrones, y por lo tanto, difieren en masa. La mayoría de los
elementos químicos poseen más de un isótopo. Otros elementos tienen isótopos
naturales, pero inestables, como el Uranio, cuyos isótopos están constantemente en
decaimiento, lo que los hace radiactivos. Los isótopos inestables son útiles para
estimar la edad de variedad de muestras naturales, como rocas y materia orgánica.
PRINCIPALES ISÓTOPOS DE C, H, O, N, S Y X.
CARBONO

12C

13C
como la base para la masa atómica de los elementos químicos.
es un radioisótopo con un periodo de semidesintegración de 5730 años
que se emplea de forma extensiva en la datación de especímenes orgánicos.
Los isótopos naturales y estables del carbono son el 12C (98,89%) y el 13C (1,11%).
HIDROGENO

1H,
conocido como protio, es el isótopo más común del hidrógeno con una
abundancia de más del 99,98%. Debido a que el núcleo de este isótopo está
formado por un solo protón se le ha bautizado como protio, nombre que a
pesar de ser muy descriptivo, es poco usado.

2H,
el otro isótopo estable del hidrógeno, es conocido como deuterio y su
núcleo contiene un protón y un neutrón. El deuterio representa el 0,0026% o el
0,0184% (según sea en fracción molar o fracción atómica) del hidrógeno
presente en la Tierra, encontrándose las menores concentraciones en el
hidrógeno gaseoso, y las mayores (0,015% o 150 ppm) en aguas oceánicas. El
deuterio no es radiactivo, y no representa un riesgo significativo de toxicidad.
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El agua enriquecida en moléculas que incluyen deuterio en lugar de hidrógeno

1H
(protio), se denomina agua pesada.
3H
se conoce como tritio y contiene un protón y dos neutrones en su núcleo. Es
radiactivo, desintegrándose en
32He+
a través de una emisión beta. Posee un
periodo de semidesintegración de 12,33 años
OXIGENO
El oxígeno tiene tres isótopos estables y diez radioactivos. Todos sus isótopos
radioactivos tienen un periodo de semidesintegración de menos de tres minutos

16O, abundancia 99.726, es estable con 8 neutrones.

17O, abundancia 0,038 El O es estable con 9 neutrones

18O, abundancia 0,2 El O es estable con 10 neutrones.
NITROGENO

14 N, es un isótopo estable, no-radiactivo del elemento químico nitrógeno,
abarca aproximadamente el 99% de todo el nitrógeno natural.

15 N, es estable y no radiactivo, se emplea en investigación médica y en
agricultura. También se emplea habitualmente en espectroscopia de
resonancia magnética nuclear
AZUFRE
Se conocen 18 isótopos del azufre, cuatro de los cuales son estables:

32S : 95,02% Estable con 16 neutrones

33S: 0,75% Estable con 17 neutrones

34S :4,21% Estable con 18 neutrones

35S: es sintético, y cuyo período de vida media es de 87,32 d

36S: 0,02% Estable con 20 neutrones
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MÉTODOS PARA OBTENER ISÓTOPOS Y ABUNDANCIA RELATIVA.
La abundancia relativa de un isótopo es un valor expresado en porcentaje (%); se
calcula dividiendo el número de átomos de un isótopo entre el número total de
átomos del elemento al que pertenece, todo ello multiplicado por 100.
En un elemento natural, la abundancia relativa de sus isótopos en la naturaleza recibe
el nombre de abundancia isotópica natural. La denominada masa atómica de un
elemento es una media de las masas de sus isótopos naturales ponderada de acuerdo
a su abundancia relativa.
A = masa atómica del elemento natural
Ai = masa atómica de cada isótopo
xi = porcentaje de cada isótopo en la mezcla
ESTABILIDAD
DE
LOS
ISÓTOPOS.
FACTORES
QUE
INFLUYEN
EN
LA
ESTABILIDAD.
Un elemento químico que tiene uno o varios isótopos, de los cuales todos, algunos, o
ninguno, pueden ser isótopos estables. Los isótopos que no son estables, a diferencia
de los estables, se desintegran para dar lugar a otros núclidos emitiendo partículas o
radiación electromagnética.Se conocen unos 2500 núclidos, de los cuales son estables
menos de 300. La representación del número de neutrones (N) frente al número de
protones (número atómico, Z) indicándose los isótopos estables se denomina carta de
Segrè La región de estabilidad definida por esta gráfica es estrecha, cumpliéndose que
para números de masa (A) pequeños el número de protones y de neutrones es similar,
mientras que conforme aumenta A, la relación N/Z también aumenta (hasta un valor
de aproximadamente 1,6).Los núclidos que están a la derecha de esta franja de
estabilidad son núclidos con demasiados protones para los neutrones que tiene, y los
núcleos se rompen por repulsión.
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Los núclidos que están a la izquierda son núclidos con demasiados neutrones para los
protones que tienen, y se produce un proceso de decaimiento convirtiendo neutrones
en protones.
USOS
Los isótopos estables se emplean en:

Control de calidad alimentaria: Para trazar la procedencia y composición de
alimentos

Ecología: Para estudiar la dieta de especies silvestres

Paleoclimatología: Para realizar mediciones de gases atrapados en hielo
TEMA 3.
DEFINICIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LOS RADICALES LIBRES
Es una especie química (orgánica o inorgánica), en general extremadamente inestable
y, por tanto, con gran poder reactivo por poseer un electrón desapareado. No se debe
confundir con un grupo sustituyente, como un grupo alquilo, que son partes de una
molécula, sin existencia aislada. Poseen existencia independiente aunque tengan vidas
medias muy breves, por lo que se pueden sintetizar en el laboratorio, se pueden
formar en la atmósfera por radiación, y también se forman en los organismos vivos
(incluido el cuerpo humano) por el contacto con el oxígeno y actúan alterando las
membranas celulares y atacando el material genético de las células, como el ADN. Los
radicales tienen una configuración electrónica de capas abiertas por lo que llevan al
menos un electrón desapareado que es muy susceptible de crear un enlace con otro
átomo o átomos de una molécula. Desempeñan una función importante en la
combustión, en la polimerización, en la química atmosférica, dentro de las células y en
otros procesos químicos.
MÉTODOS PARA OBTENER RADICALES LIBRES DE CARBONO
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Las reacciones que afectan a los radicales libres se dividen normalmente en tres
categorías: iniciación, propagación y terminación.

Reacciones de iniciación Son las reacciones que producen un aumento en el
número de radicales libres. Pueden afectar a la formación de radicales libres a
partir de especies estables como en la reacción 1 o pueden producir reacciones
de radicales libres con especies estables para formar más radicales libres.

Reacciones de propagación Son reacciones en las que el número de radicales
libres total es el mismo que el de partida.

Reacciones de terminación Son las reacciones en las que se produce una
disminución neta del número de radicales libres. Típicamente dos radicales
libres se combinan para formar una especie química más estable, por ejemplo:
ESTABILIDAD DE LOS RADICALES LIBRES. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA
ESTABILIDAD.
La estabilidad de los radicales, los iones carbonio y los carbaniones depende de las
posibilidades de deslocalización del electron libre o de la carga
Las estructuras transitorias entre ellos , los terciarios son mas estables que los
secundarios y estos mas que los primarios en razón de la mayor o menor
deslocalización del electron, por lo tanto el orden de estabilidad es la siguiente
POSIBLES USOS. REACCIONES ADVERSAS DE LOS RADICALES LIBRES

Los radicales libres pueden producir una alteración genética sobre las células
que se dividen continuamente contribuyendo a aumentar el riesgo de cáncer
por mutaciones genéticas o bien, disminuyen la funcionalidad de las células
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que no se dividen tanto, disminuyendo el número de mitocondrias, que es
característico del envejecimiento.

En los lípidos y proteínas de la membrana celular los radicales libres producen
daño al tomar sus electrones, por lo tanto no podrán cumplir sus funciones
como el intercambio de nutrientes y descartar los materiales de deshecho
celular, haciendo imposible el proceso de regeneración y reproducción celular.

También los aminoácidos que forman las proteínas pueden sufrir alteraciones
que modifican su estructura molecular, impidiendo su acción biológica. En el
caso de las enzimas (que son proteínas), el daño puede impedir su acción
catalizadora.

Los polisacáridos, que desempeñan funciones de protección y/o lubricación de
los epitelios, pueden ser afectados, disminuyendo así las defensas y
favoreciendo las inflamaciones
BIBLIOGRAFIA

http://organica1.org/qo1/ok/haluro/haluros17.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3geno

http://es.wikipedia.org/wiki/Is%C3%B3topo_estable

http://books.google.com.ec/books?id=4eXmdTjyHcC&pg=PA98&lpg=PA98&dq=ESTABILIDAD+DE+LOS+RADICALES
+LIBRES&source=bl&ots=WJz1zvaAW_&sig=Mp9hlrj8M2_wglAfKOtMFCX
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