MC. J A V I E R D. L O Z A H E R R E R A U N I V E R S I D A D NA CIONAL DE I N G E N I E R Í A BI O LO G I A Y Q UÍ M I C A ¿D E Q U É E STÁ N H EC H O S L O S S E RES VI VO S? D E M AT ERIA • Materia es todo aquello que ocupa un espacio y tiene masa • Además la materia esta hecha de elementos y compuestos • Elementos: Sustancia que no puede descomponerse en otras sustancias por reacciones químicas • Compuestos: Sustancia que consiste en dos o más elementos en un razón estable ELEMENTOS DEL CUERPO PO RCEN TAJE DE H UM A N O ELEMENTO M A S A CO RPO RAL OXÍGENO 65.0% CARBONO 18.5% HIDRÓGENO 9.5% NITRÓGENO 3.3% CALCIO 1.5% FÓSFORO 1.0% PO TASIO 0.4% AZUFRE 0.3% SODIO 0.2% CLORO 0.2% MAGNESIO 0.1% 96.3% 3.7% ELEM EN TO S ÁT O M O S Y • Los elementos consisten de átomos de un cierto tipo • Los átomos de un elemento son diferentes de los átomos de cualquier otro elemento • Un átomo es la unidad más pequeña de materia que aun retiene la propiedad de un elemento • Obsérvese como los protones y los neutrones están empaquetado estrechamente en el núcleo, dándole una carga positiva • Los electrones alrededor crean una nube eléctrica alrededor del núcleo de carga negativa • Recordemos que los neutrones y protones tienen masa casi idéntica 24 (alrededor de 1.7 x 10 g = 1 dalton) y los electrones 1/2000 de ese valor por lo que se ignoran para los cálculos de masa del átomo • *** Noten que el comportamiento del átomo depende de la interacción entre sus unidades pero no es igual, ¿cómo se llama a este fenómeno? N ÚM ERO AT Ó M I CO Y M A SA AT Ó M ICA • Los átomos de diferentes elementos varían en el número de partículas subatómicas • Todos los átomos de un mismo elemento tienen el mismo número de protones en el núcleo (número atómico) • A menos que se indique lo contrario los átomos son eléctricamente neutros y el número atómico indica también el número de electrones • Además usamos el número de masa que indica la suma de protones y neutrones en el núcleo del átomo (y a la vez la masa total del átomo) ¿ Q UÉ ES UN ISÓ TO PO ? • ¿Cuál es la diferencia entre carbono-12, carbono-13 y carbono-14? TA M A Ñ O D E U N ÁT O M O EN ERG Í A D E LO S ELEC TRO N ES • Los átomos son entonces casi enteramente espacio vacío… cuando los átomos se aproximan y reaccionan, los núcleos NO interactúan, solo los electrones • Los electrones debido a que son atraídos por el núcleo tienen energía potencial que es proporcional a la distancia al núcleo, para alejarlos se requiere aportar energía al sistema • Los electrones cambian de energía en cantidades discretas, por ello ocupan niveles de energía (como una pelota en las escaleras) EN ERG Í A D E LO S ELEC TRO N ES • El comportamiento químico de un átomo depende entonces de la distribución de sus electrones • En especial de la última capa, denominada nivel de valencia y sus electrones, electrones de valencia • Niveles de valencia completos son poco reactivos o inertes O RB I TA L ES EL EC T RÓ N I C O S O RBITA LES ELEC TRÓ N IC O S • Recordar que cada orbital solo puede alojar dos electrones • La reactividad de un elemento nace de la presencia de electrones no apareados en la capa de valencia, y la interacción tiende a completar los electrones no apareados REA C C I O N ES Y EN LA CES • Los átomos reaccionan y forman moléculas y compuestos iónicos • Ambas forman completan la capa de valencia: pudiendo compartir o transferir electrones EN LA C ES C O VA LEN TES • Se comparten un par de electrones de valencia por dos átomos • Se unen la nubes electrónicas y se deforman los orbitales creando orbitales híbridos • Debido a la diferencia de cargas positivas en elementos diferentes, moléculas con átomos diferentes atraen con diferente intensidad a la nube electrónica • Los átomos pueden compartir uno o más de sus electrones (valencia) UN IO N ES IÓ N IC A S • Cuando la diferencia en la capacidad de atraer la nube electrónica es muy grande, se realiza una transferencia de electrones • Se crea dos partículas cargadas llamadas iones, (un catión y un anión) • Una vez creado pueden formar parte de una unión iónica • No solo son átomos, sino que también pueden ser moléculas O T RO S EN LA C ES • Puentes de hidrógeno • Fuerzas de Van de Waals (D ÉBILES) ¿ Q UÉ ES UN A REA C C I Ó N Q UÍM I C A ? • Es el proceso por el cual se crean y se destruyen enlaces químicos cambiando la composición de la materia • Hay conservación de la materia, se cambia la conformación pero no se crea ni se destruye • Todas las reacciones son reversibles y la velocidad con la que se forman depende del número de colisiones entre los productos y entre los reactantes • ¿Qué es equilibrio químico? BIBLIO G RA FÍA • Reece JB et al. Campbell Biology 9th Ed • Chang Ret al. Química.