átomos

Iván Ferrer Rodríguez, Ph.D.
Catedrático
El contexto químico de la vida
Capítulo 2
Reece, Urry, Cain, Wasserman, Minorsky,
Jackson, 2009
Campbell Biology 9th Edition
Introducción
 Química - es una ciencia que se
dedica a estudiar las sustancias,
estudia los componentes de la
materia.
 Materia - todo aquello que tiene
peso y ocupa espacio.
 Masa - se refiere a la cantidad de
materia.
 Peso - se refiere a la fuerza que
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ejerce la gravedad sobre la masa, la
fuerza con que la gravedad hala un
cuerpo.
Materia exixte en:
 Organismos vivos
 Rocas
 Metales
 Aceites
 Gases
Elementos
 La materia está compuesta de
elementos.
 Elemento - es una sustancia que
NO se puede descomponer en
otras sustancias mediante
reacciones químicas.
 Hay 92 elementos en la naturaleza:
oro (Au), cobre (Cu), carbono (C),
oxígeno (O2).
 Los elementos tienen un símbolo,
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usualmente la primera letra o
primeras dos letras de su nombre.
Tabla periódica
Elementos esenciales
 Los científicos agrupan los
elementos a base de sus
propiedades en la tabla periódica.
 Las columnas verticales - grupos o
familias, tienen propiedades
similares.
 Las columnas horizontales –
períodos.
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Tabla periódica
Tabla periódica
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Compuestos
 Compuestos - una sustancia que
consiste de dos o más elementos
combinados en una proporción fija.
Ejemplos de compuestos
 H2O – agua
 El sodio puro es un metal.
 El cloro puro es un gas tóxico.
 El cloruro de sodio es un
comestible.
 El compuesto tiene propiedades
diferentes, en comparación con los
elementos que lo componen.
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 NaCl - cloruro de sodio, sal de
mesa.
Elementos esenciales para la vida
 Cerca de 25 de los 92 elementos
naturales son esenciales para la
vida.
 CHON componen 96% de la
materia vida.
 P, S, Ca, K y algunos otros
constituyen el restante 4% del pero
de los organismos.
 CHONPS, Ca, K, Na, Cl, Mg
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Tabla 2.1
Elementos traza
 Elementos traza son elementos que
un organismo requiere en
cantidades bien pequeñas.
 Ejemplos:
 Fe = hierro
 I = yodo
 ¿En qué alimento nosotros
ingerimos yodo?
 Deficiencias de yodo se asocian a
anomalías de la glándula tiroides.
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 Ejemplo: bocio
Bocio
Partículas subatómicas
 Los elementos están compuestos de
átomos.
 El átomo en la unidad más pequeña
del elemento, tiene las mismas
propiedades del elemento.
 El átomo está compuesto por varias
partículas sub-atómicas:
 Protones
 Neutrones
 Electrones
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Helio
Átomos
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Partícula
Localización
Carga
Protones
centro, núcleo
1 positiva
Neutrones
centro, núcleo
neutral
Electrones
Alrededor, orbitales 1 negativa
Orbitales
 Orbital es el espacio que ocupa un
electrón, alrededor del núcleo.
 Los electrones están en niveles de
energía:
 1ro = 2e
 2do = 8e
 Número atómico - se refiere al
número de protones en el núcleo
(2He).
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Helio
Número atómico
 Número atómico - se refiere al
número de protones en el núcleo
(10Ne).
 ¿Cuántos protones tiene el átomo
de neón?
 Usualmente los átomos son
neutrales, entonces ¿cuántos
electrones tiene neón?
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Neón
Número atómico
 Número atómico - se refiere al
número de protones en el núcleo
(11Na).
 ¿Cuántos protones tiene el átomo
de sodio?
 Usualmente los átomos son
neutrales, entonces ¿cuántos
electrones tiene sodio?
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Sodio
Masa atómica
 Masa atómica se refiere a la suma
de los protones y neutrones.
 Ejemplo: Carbono
 El número atómico de carbono es
seis(6C).
 Al hablar de 12C (12/6) estamos
hablando de que tiene número
atómico doce, por lo tanto tiene 6
neutrones y seis protones.
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Carbono
Isótopos
 Todos los átomos de un elemento
tienen el mismo número de
protones, pero el número de
neutrones puede variar.
 Elementos que tienen el mismo
número de protones, pero
diferente número de neutrones se
llaman isótopos.
 Ejemplos: 12C, 13C, 14C, todos
tienen seis protones, pero tienen 6,
7 y 8 neutrones.
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Carbono
Isótopo radioactivos
 Ambos 12C, 13C son estables, NO
tienden a perder partículas.
 Sin embargo, 14C es inestable o
radioactivo.
 Un isótopo radioactivo es un
isótopo cuyo núcleo tiende a decaer
espontáneamente liberando
partículas y energía.
 El 14C tiende a perder un neutrón y
convertirse en 13C que es estable.
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Carbono
Compuestos y moléculas
Compuestos
Moléculas
 Compuesto es una sustancia que
 Los átomos se combinan con otros
consiste de dos o más elementos
combinados en una proporción fija.
átomos para formar moléculas.
 Molécula es la unidad más simple
 Ejemplos:
de un compuesto.
 H2O – agua
 NaCl – cloruro de sodio
 Recordar que H2O representa el
compuesto o la fórmula molecular,
del agua.
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Valencia
 Los átomos se combinan compartiendo o transfiriendo electrones, mediante
enlaces químicos.
 El número de electrones que un átomo tiende a compartir se conoce como
valencia.
 Los enlaces entre los átomos pueden ser de diferentes tipos:
 Covalentes
 Iónicos
 Puentes de hidrógeno
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Enlace covalente
 Covalente es cuando se comparten
electrones por dos átomos.
 Ejemplos:
 Sencillo: H-H (H2)
 Doble: O=O (O2)
 La atracción que ejerce un átomo
hacia los electrones en un enlace
covalente se llama
electronegatividad.
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Enlace covalente
 Cuando son dos átomos iguales
como H-H u O-O, ambos ejercen la
misma atracción, por lo tanto se
forma un enlace covalente no polar.
 Si un átomo es más electronegativo
que otro, entonces se forman
enlaces covalente polares.
 Un átomo se torna parcialmente
negativo (O) y el otro se torna
parcialmente positivo (H).
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Enlace iónico
 Enlace iónico se forma cuando los
electrones son transferidos de un
átomo a otro (Ejemplo NaCl).
 Sodio pierde un electrón, queda
cargado positivamente.
 Cloro gana un electrón, queda
cargado negativamente.
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Enlace iónico
 A los átomo cargados se le llama
iones.
 A los átomo cargados positivamente
se le llama cationes.
 A los átomo cargados
negativamente se le llama aniones.
 Se forma un compuesto iónico, con
enlaces iónicos: Na+Cl-.
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Enlaces de hidrógeno
 Se forman por medio de polaridad
(atracción de cargas) entre las
moléculas de agua.
 Los átomos de H son atraídos por
los átomos de O de otra molécula
de agua.
 A estos enlaces se deben las
propiedades del agua, sin el no
podría existir la vida.
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Interacciones van der Waals
 Las moléculas con enlaces no polares también tienen regiones cargadas positiva
y negativamente porque los electrones están en continuo movimiento.
 Se producen regiones cargadas positiva y negativamente que generan enlaces
débiles llamados van der Waals.
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Resumen
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