Quimica Básica.

9/21/2009
Materia
BIOL 1003
Química Básica
z
Materia: Átomos
Materia:
y Moléculas
Teoría atómica
z
La teoría atómica moderna se basa en los
modelos de Dalton, Schrodinger y Bohr.
Esta teoría se desarrolló durante los siglos
XIX y XX.
XX El átomo puede describirse
como un núcleo con carga positiva y unas
partículas con carga negativa circundando
el mismo, viajando de forma contínua por
unas regiones llamadas orbitales.
Se define como todo aquello que tiene
masa y ocupa espacio. Todo lo que
compone la vida y lo no vivo está hecho
de materia
materia. La materia está hecha de
sustancias puras llamadas elementos y
éstos a su vez están hechos de partículas
llamadas átomos.
Átomo
El átomo es la unidad más pequeña en
que se divide la materia sin que pierda sus
propiedades.
z Proviene del griego
griego, significando
indivisible.
z Debido a su tamaño, todavía se hacen
descubrimientos sobre su composición.
z
Átomo
z
Técnicas especiales de microscopía
electrónica de barrido con hasta cinco
millones de veces de amplificación han
permitido a los investigadores fotografiar
las posiciones de algunos átomos grandes
en las moléculas que los contienen.
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Modelo Atómico
z
Los científicos han descubierto varias
partículas subatómicas pero para fines de
este curso consideraremos tres:
Protón
Neutrón
z Electrón
z
z
Protón
El protón es una partícula que posee
carga positiva.
z Los protones están localizados en el
núcleo atómico
atómico.
z Cada elemento tiene un número fijo de
protones que se denomina el número
atómico.
z
Neutrón
El neutrón es una partícula neutral (no
posee carga neta).
z Los neutrones están localizados en el
núcleo atómico
atómico.
z La cantidad de protones y neutrones en el
núcleo van a determinar la masa atómica
pues los electrones aportan una ínfima
cantidad al total.
z
Electrón
z
z
z
z
El electrón es una partícula que posee carga
negativa.
Los electrones se encuentran rodeando el
núcleo formando una “nube” de electrones.
Un átomo neutro posee igual cantidad de
electrones que protones.
Los electrones juegan un papel de suma
importancia en las reacciones químicas de los
elementos.
Elementos
Un elemento es una sustancia que no se
puede descomponer por reacciones
químicas ordinarias.
z Las características de un elemento se
deben a la cantidad de protones que tiene
el átomo.
z Se reconocen 113 elementos, de los
cuales 92 son elementos naturales y los
restantes son creados artificialmente.
z
Cont.
z
25 de estos elementos son esenciales
para la vida
vida..
z
CHON constituye
tit
ell 96% d
de lla materia
t i
viva. El restante 4% lo componen P, K,
S, Ca y trazas de otros tales como
como::
z
Zn, Fe, I, B, F, Mo, Se, Mg etc.
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Compuestos
z
Muchos elementos se encuentran unidos
a otros elementos formando compuestos.
Las propiedades de los compuestos
pueden ser diferentes a las propiedades
de los elementos que lo componen.
Los compuestos orgánicos son
sustancias químicas que contienen
carbono,
ca
bo o, formando
o a do e
enlaces
aces
covalentes carbono con carbono y/o
carbono con hidrógeno. En muchos
casos contienen oxígeno y también
nitrógeno, azufre,fósforo,boro y
otros elementos. Estos compuestos
se denominan moléculas orgánicas.
Compuestos Inorgánicos
Moléculas
z
z
Compuestos Orgánicos
Por ejemplo el agua (H2O) y la sal de mesa
(NaCl)
Son todos los compuestos que no
presentan Carbono o sus derivados
en su estructura principal. Estos
compuestos son en su mayoría de
carácter iónico, solubles sobre todo
en agua y con altos puntos de
ebullición y fusión.
z
z
Elementos más abundantes
Hay moléculas con átomos del mismo
elemento (O2) o formadas por dos o más
elementos (CO2).
Elementos más abundantes
z
En los seres vivos existen cuatro
elementos: Carbono
Carbono--HidrógenoHidrógeno-Oxígeno y
Nitrógeno que constituyen más del 96%
de su masa corporal.
corporal
z Otros como Calcio, Fósforo, Potasio y
Magnesio también son comunes.
z
La unión más simple de los elementos que
forman un compuesto se le conoce como
molécula.
Corteza terrestre
z
Cuerpo humano
Oxígeno
46.5
Oxígeno
Silicón
27.7
Carbono
65
18
10
Aluminio
8.1
Hidrógeno
Hi
Hierro
50
5.0
Nit ó
Nitrógeno
3
Calcio
3.6
Calcio
2
Sodio
2.8
Fósforo
1.1
Potasio
2.6
Potasio
0.35
Magnesio
2.1
Sulfuro
0.25
Otros
1.5
Cloro
0.15
* Valores se encuentran en porciento
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Nomenclatura
z
Los científicos asignan a cada elemento
un símbolo químico que por lo general
corresponde a la primera letra o las dos
primeras letras de su nombre en español
o latín.
Tabla Periódica
z
z
z
z
La Tabla Periódica clasifica a los elementos
conocidos a base de sus propiedades en
familias y períodos.
En 1871, el químico ruso Dimitri Mendeleev
agrupó
g p los elementos de acuerdo a la cantidad
de protones y la manera en que reaccionaban
los elementos.
El número atómico que se le asigna a cada
elemento corresponde a la cantidad de protones
presentes en el núcleo.
La masa atómica corresponde al total de
protones y neutrones presentes en el núcleo.
Isótopos
z
z
z
Hay elementos cuyos átomos no siempre
poseen la misma cantidad de neutrones, esto
ocurre sin que varien las propiedades del
elemento las cuales están definidas por la
cantidad de protones presentes en el núcleo.
A estas diferentes formas de un elemento las
conocemos como isótopos.
Los isótopos tienen gran utilidad para distintas
áreas de la ciencia.
z
z
z
Relojes radiométricos para determinar la edad de
fósiles
Tratamientos contra el cáncer
Estudios ecológicos
Niveles de energía
Los electrones que orbitan el núcleo se
encuentran a unas distancias específicas
del núcleo conocidas como niveles de
energía.
energía
z En cada nivel de energía cabe cierta
cantidad de electrones.
z Un elemento logra la estabilidad cuando
su último nivel de energía está lleno.
z
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Diagrama niveles de energía
Formación de compuestos
Los elementos comparten, donan o
reciben electrones en su último nivel de
energía para lograr su estabilidad.
z Tales enlaces se clasifican en dos
categorías: iónicos y covalentes.
z
Enlace iónico
Cuando un átomo ha ganado o perdido
uno o más electrones y adquiere carga
positiva o negativa se conoce como ion.
z Iones con cargas opuestas forman
compuestos por medio de un enlace
químico conocido como enlace iónico o
electrovalente.
z
z
Enlace covalente
z
El enlace en que se comparten los
electrones se conoce como un enlace
covalente. El carbono forma enlaces
covalentes fácilmente
fácilmente, lo que le confiere
una gran capacidad para formar
moléculas largas y complejas.
Ejemplo, sal de mesa Na+ Cl-
Acidos
Sustancia que en presencia de agua libera
iones de Hidrógeno
z Ejemplos
z
Cl híd i
Clorhídrico
Sulfúrico
z Nítrico
z Cítrico
z Carbónico
z
z
A ó bi
Ascórbico
Salicílico
Oxálico
Láctico
Acético
Bases
Sustancia que libera iones de hidroxilo en
presencia de agua
z Ejemplos
Ejemplos::
z
A
Amoníaco
í
Urea
z Cafeína
z Limpiador de Hornos
z Hidróxido de Sodio
Sodio,, Potasio
Potasio,, Bario
z
z
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Escala de pH
Los ácidos y las bases se unen para
formar sales.
z Los iones de H
H+ se unen a los OH- para
formar agua,
agua el resto de la base y del
ácido es lo que forma la sal.
z
z
Quiere decir Potencial de Hidrógeno =
-log10 de iones de H
z La escala va de 0 – 14
z 7 es Neutro menos de 7 es ácido y más
de 7 es alkalino
z
HCl + Na OH ---- H2O + NaCl
pH de sustancias comunes
Limón 2.4
Acido de Batería 1.0
z Toronja 3.2
z China 3.5
z Vinagre 3.0
z Jugos gástricos 1.0 – 2.0
z Orina 4.8 – 7.5
z Saliva 6.4 – 6.9
z Sangre 7.35 – 7.45
z
Cont.
Lágrimas 7.4
z Clara de huevo 8.0
z Cloro 10.0
z Tomate
Tomate,, uvas y guineo 4.6
z Coca Cola 3.0
z Café 5.0
Soda de Hornear 9.0
z Cerveza 4.0
z Leche 6.5
Amoníaco 11.5
z
AGUA
z
Características::
Características
1. Molécula polar
2. Solvente Universal
z 3.
3 Lubricante
z 4. Medio de Transporte
z 5. Regula la temperatura
z 6. Existe en los tres estados de la Materia:
Materia:
z
z
z Sólida
Sólida,,
líquida y gaseosa
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