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Química Particulas fundamentales del Átomo

Química Partículas fundamentales del Átomo

Átomo: Es la partícula más pequeña de la materia.

Peso: Es la fuerza de atracción ejercida por la tierra sobre determinado cuerpo.

Materia: Es aquello que ocupe un lugar en el espacio.

  • Partículas subatómicas: Protones (+), electrones (-), Neutrones (+- )
  • Niveles de energía:
    • Capacidad de contener 2 electrones
    • Capacidad de contener 8 electrones
    • Capacidad de contener 18 electrones

Elemento: Átomo que no se puede disociar o dividir, aproximadamente 116, donde 26 se encuentran en el cuerpo con el 96%, el ser humano se compone por CHON (Carbono, Hidrogeno, Oxigeno, Nitrógeno)  3.9% por nueve elementos: Cloro, calcio, sodio, potasio, hierro, azufre, fósforo, magnesio, yodo y el 0.1% restantes por oligoelementos como cobalto, cobre, selenio, litio, etc.

Isótopo: determinado elemento que tiene las mismas características químicas, la diferencia radica en su formación física en el espacio y dado en base al número de neutrones

Numero Atómico: Igual a número de protones.

Peso Atómico:Es la suma de protones y neutrones (Masa Atómica).

Valencia: es la capacidad de un átomo de recibir o donar electrones.


Molécula: Un elemento que no se divide en 2 diferentes solo en si mismo, por ejemplo H2 = H + H.

Compuesto: Conjuntos de elementos que se pueden disociar en distintos elementos,  ejemplo H2O = H + H + O.
Enlaces:
Iónico: Unión de dos elementos por la  diferencia de sus cargas (opuestas).
Covalente: Estos comparten electrones ( ni donan, ni reciben ).

Puentes de hidrógeno

Puentes de hidrógeno

Prosiguiendo con el tema de los enlaces de hidrógeno, el echo de que esta sustancia es una molécula polar, la que a la vez contiene hidrógeno, logra formar un puente muy especial donde el hidrógeno es el intermediario, entonces a pesar de poseer una masa molecular pequeña, en nuestro planeta la vemos a temperatura ambiente en un estado liquido, es por esto que tras la unión se forma una red de moléculas que brindan una gran e importante estabilidad a ese estado.

Si de este estado del agua la quisiéramos pasar a vapor precisaríamos una enorme energía, ya que se debe de romper los puentes de hidrógeno y después la atracción de molécula con molécula, es cuando se desprende la sustancia liquida y se transforma en gas.

Si tenemos presente que el punto de ebullición del agua es de 100 grados, podemos darnos cuenta que es enorme la energía a utilizar para cambiar de estado, esta es una buena explicación de porque encontramos en la naturaleza la cantidad de agua liquida, en tanto el metano, el que posee una molécula no polar, y tiene una masa molécula  de 16 (4_H y 1_C), parecida a la del agua, a temperatura ambiente es gaseoso.

Esta sustancia en la que conocemos como el gas que se utiliza para las cocinas, y para licuarlo es necesario el uso de una tecnología muy especial.

El puente de hidrógeno forma parte de la naturaleza y modifica propiedades de gran variedad de sustancias, por ejemplo, estabiliza a las proteínas, dándole la estructura (forma) que necesitan para cumplir determinadas funciones en los organismos vivos. De la estructura de una proteína depende el trabajo que haga.

Un mínimo cambio en la misma hará que no cumpla con la tarea biológicamente encomendada y por lo tanto se generaría una enfermedad a consecuencia de ello. Pasa lo mismo con la molécula de ADN, ya que parte de su forma se encuentra estabilizada por puentes de hidrógenos.

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Puentes de Hidrógeno.

Puentes de Hidrogeno

Puente de Hidrógeno

Como ya pudimos ver en notas anteriores donde hablamos de las uniones entre moléculas, que generan aquellos diferentes estados.

Ahora ampliaremos algo sobre ellas y nos vamos a referir a una unión muy especifica,  comúnmente se llama puente de hidrógeno, esta unión se produce cuando una molécula de hidrógeno es polar, que es lo que se quiere decir con esto, tiene extremos de densidad positiva y negativa en su aspecto geométrico espacial, y también además, posee un atomo muy particular que es el hidrógeno.

Dicho atomo hace que se establezca a través de él un “puente” entre las moléculas, es por esto que se le da el nombre de unión.

En la naturaleza esta unión se presenta, en distintas u diversas circunstancias, lo cual genera propiedades indispensables para la vida.

Es imprescindible el agua para vivir y en especial necesaria en su estado liquido. Si pusiéramos ejemplos de todos los porque jamas terminaríamos, tanto en su calidad y cantidad, como alimento, higiene, para la industria y un sin fin de usos más.

No podríamos encontrar este elemento en un estado líquido a temperatura ambiente si no existiera este tipo de unión, por lo que esta posee una masa molecular  de 18 (2_ H y 1_O), y es bastante pequeña, de modo que, por ser tan liviana, deberíamos conocerla sólo en estado gaseoso.

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Efectos del calor “La Dilatación”

Efectos del calor “La Dilatación”

Cuando un determinado cuerpo recibe calor, las partículas del cuerpo se mueven de una forma más rápida, es por esto que necesitan más espacio para su desplazamiento, es por esta razón que el volumen del cuerpo aumenta.

Este aumento de volumen le llamamos dilatación.

Siempre que aumenta la temperatura de un gas, se pueden dar dos fenómenos con la relación volumen-presión.

En el primer caso si la presión no tiene variación, el gas aumenta el volumen. Dado que la energía que se trasmite al gas es empleada en el aumento de la energía cinética de las moléculas y por tanto el volumen aumenta de un modo proporcional al aumento de temperatura.

En cuanto no varía el volumen, aumenta la presión del gas, al no producirse una dilatación, ya que no se manifiestan cambios en el volumen.

El Oxígeno

El Oxígeno

En la atmósfera terrestre, el oxígeno molecular (O2) representa un 20%, de este porcentaje de oxígeno se abastecen todos los seres vivos quienes lo respiran para su metabolismo, este oxigeno al disolverse en el agua ( H2O) aporta las necesidades de los organismos acuáticos.

Proceso de respiración, actúa como receptor final para los electrones que se encuentran retirados de los átomos de carbono de los alimentos.

Como producto podemos ver el agua, la fotosíntesis completa el ciclo al capturar la energía de la luz para que de esta forma alejar a los electrones respecto a los átomos de oxígeno de las moléculas de H2O.

Los electrones funcionan como oxidantes reduciendo los átomos de oxígeno de las moléculas, de igual forma los electrones reducen los átomos de carbono (de dióxido de carbono) a carbohidrato.

Luego se produce oxígeno molecular y se completa el ciclo. Es liberada una molécula de dióxido de carbono por cada molécula de oxigeno utilizada en la respiración celular, de manera inversa, cada molécula de carbono absorbida en la fotosíntesis, se liberara una molécula de oxígeno.


El Oxígeno: Parte I, Parte II

Oxígeno

Oxigeno:

El oxigeno lo podemos definir como un elemento químico gaseoso, su número  atómico  8, su símbolo en química es O y su peso atómico 15.9994, presenta un particular interés al ser el elemento fundamental, en los procesos respiratorios de la mayoría de las células vivas, y también en los de combustión, siendo el elemento más abundante en la corteza terrestre.

El oxigeno ocupa aproximadamente una quinta parte (en volumen) del aire.

Unas de las formas de moléculas diatómicas del oxigeno gaseoso que existe se expresan químicamente como O2, también podemos ver la forma triatómica, que se escribe O3, esta llamada ozono.

Las maneras (formas) que el oxigeno se separa del aire es por destilación fraccionada o licuefacción, si ordenamos las aplicaciones del oxigeno por su importancia estas son

  • Refinación, refinación y fabricación del acero más diversos metales.
  • Manufactura de todos los productos químicos por oxidación controlada.
  • El estudio y apoyo con orientación a la biología y la medicina.
  • Producción, Minería, y la fabricación de productos de vidrio y piedra.
  • Podemos describir al oxigeno en condiciones normales como un gas incoloro, insípido e  inodoro (carece de olor) liquido azul claro cuando se condensa.
  • El oxigeno forma parte de un grupo pequeño de gases ligeramente paramagnéticos siendo este el más paramagnético de dicho grupo.

A excepción de los gases inertes casi todos los compuestos químicos pueden ser combinados con el oxigeno, compuestos binarios como el oxigeno y el agua H2O, o el caso de silica, SiO2; componentes principales de la arena.

Aquellos compuestos que poseen más de dos elementos, son más abundantes lo silicatos, ya que constituyen la mayor porción tanto de los suelos y rocas, también abundan en la naturaleza el carbonato de calcio (caliza y mármol), óxido de aluminio (bauxita), sulfato de calcio (yeso) se puede mencionar otros óxidos como el óxido de hierro este es utilizado como metal.

Los efectos  del Oxigeno para la salud.

Todos los seres vivos precisan oxigeno para respirar y vivir, pero los excesos de oxigeno no son buenos, la exposición a gran cantidad de oxigeno durante mucho tiempo, puede dañar los pulmones, respirar un 50-100% de oxígeno a presión normal durante mucho tiempo provoca es lo que provoca daños en el pulmón

El Oxígeno: Parte I, Parte II

Fuerzas Intermoleculares

Fuerzas Intermoleculares

En el interior de una molécula los átomos se encuentran unidos por medio de fuerzas intramoleculares (lease: enlaces iónicos, metálicos o covalentes), estas fuerzas son las que se deben vencer para producir un cambio químico.

Estas fuerzas determinan las propiedades químicas de las sustancias.

Pero existen otras fuerzas intermoleculares que actúan sobre moléculas distintas o iones para que estos se atraigan o se repelan.

Estas fuerzas determinan las propiedades físicas de sustancias como por ejemplo:  el estado de agregación, también el punto de fusión como el de ebullición, sumemos a estos la densidad, solubilidad, tensión superficial etc.

Generalmente son fuerzas débiles aunque al ser muy numerosas su aporte resulta importante.

Fuerzas intermoleculares >Fuerzas ion-ion >Fuerzas ion – dipolo

Fuerzas dipolo – inducido >Fuerzas hidrofobicas

Fuerzas de Van der Waals >Fuerzas dipolo – dipolo >Puente de hidrógeno

Fuerzas dipolo – dipolo introducido > Fuerzas dipolo – dipolo instantáneo

dipolo introducido

El puente de hidrógeno

 

El puente de hidrógeno

El puente de hidrógeno es un enlace que se establece entre moléculas capaces de generar cargas parciales.

El agua, es la sustancia en donde los puentes de hidrógeno son más efectivos, en su molécula, los electrones que intervienen en sus enlaces, están más cerca del oxígeno que de los hidrógenos y por esto se generan dos cargas parciales negativas en el extremo donde está el oxígeno y dos cargas parciales positivas en el extremo donde se encuentran los hidrógenos.

La presencia de cargas parciales positivas y negativas hace que las moléculas de agua se comporten como imanes en los que las partes con carga parcial positiva atraen a las partes con cargas parciales negativas.

De tal suerte que una sola molécula de agua puede unirse a otras 4 moléculas de agua a través de 4 puentes de hidrógeno. Esta característica es la que hace al agua un líquido muy especial.

TRADUCCION,TRANSCRIPCION Y REPLICACION DEL ADN

EL ADN

Se encuentra formado por dos cadenas muy largas de polinucleotidos unidas entre si por puentes de hidrógeno formándose los pares de bases.

Las dos cadenas se encuentran en una estructura helicoidal alrededor de un eje lo que le da el nombre de doble hélice, en cambio el azúcar y el fosfato están orientados hacia el exterior de la molécula.

Una molécula de ADN  de un milímetro de longitud estará formado por 3 mil Kb o sea unas tres millones de bases.

Podemos decir que por ello la molécula de ADN es un largo filamento de 20 Angstrom de diámetro cuya longitud depende del numero de Kb,que a su vez depende de la especie.

Así pues la molécula de ADN es un largo filamento de 20 Angstrom La estructura de doble hélice fue propuesta por Watson y Crick en 1953 ,cuyo postulado era que la secuencia en la que estaban las bases a lo largo de la cadena de ADN es lo que contiene la información génica estos científicos propusieron el mecanismo de duplicación del ADN que dará lugar a dos células hijas con idéntica copias de ADN por medio de una división celular.A la duplicación del ADN se la conoce con el nombre de replicacion.

Durante la replicación, las dos cadenas se van separando y cada una de ellas sirve de patrón para la síntesis de su cadena complementaria. Las bases se van agregando una a una y la selección de cuál base entra en un sitio específico de la cadena en formación, queda determinada por la base en la cadena patrón con la que se va a aparear.

El modelo de duplicación de ADN se dice que es semiconservativo ,debido a que la mitad del ADN de un cromosoma proviene de la célula paterna ,mientras que la otra mitad se sintetiza durante el proceso de replicacion. Este fue el mecanismo propuesto por Watson y Crick para explicar como se transfiere la información de generación en generación.

Los enlaces fosfodiester son catalizados por la ADN polimerasa que comprueba que las bases se apareen correctamente y si hubiera un error lo corrige ,la frecuencia de que pueda suceder un error es menor a 1 en 100 millones.

El apareamiento de las bases también es el mecanismo para enviar información genética desde el núcleo hacia los ribosomas y dirigir la síntesis proteica.Una porción de la cadena de ADN sirve como patrón para la síntesis de ARN y la secuencia de bases de ARN es complementaria a la otra porción de la cadena que se esta copiando.

Al ARN sintetizado de esta forma se le denomina ARN mensajero .La síntesis del ARN es catalizada por la ARN polimerasa que también es una enzima patrón-dependiente.

El ARN mensajero se une en el citoplasma a subunidades ribosomales ,formándose el ribosoma activo,que es responsable de la síntesis de proteínas ,en este organelo el ARN mensajero especifica la secuencia con que deben insertarse los aminoácidos en la síntesis de polipeptidos.

Así es como la información contenida en los cromosomas se traduce en la especificación de la estructura primaria de una proteína ,la cual determina la funcionalidad de las proteínas.

A l proceso de copiado de la información contenida en el  ADN cromosomal durante la síntesis del ARN mensajero se le llama transcripción.Al proceso de lectura ,en el ribosoma de la información transportada por el ARN mensajero ,durante la síntesis de la proteína se le conoce como traducción.