Atomo, Molecula y la vida (referencia, biologia: la vida en la tierra)

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Atomo, Molecula y la vida (referencia, biologia: la vida en la tierra)

  1. 1. Átomos, moléculas y vida Luis Fernando contreras Lara Edna Valeria Manríquez salinas Maylenn Guadalupe Rocha Cardona Sandra Verónica de la Rosa Jaramillo
  2. 2. El átomo Si cortamos un trozo de carbono en partes cada ves mas pequeñas, llegaremos a un punto en el que ya no lo podremos dividirlo mas, esta es la mínima unidad de la materia: el átomo Ningún átomo es igual, ya que este define la estructura atómica de cada uno los elementos registrados hasta la fecha (92) que es la característica elemental que nos permite diferenciar un elemento de otro. Un elemento es una sustancia que no puede descomponerse ni convertirse en otras sustancias mediante procesos químicos ordinarios. Estos están descritos en la tabla periódica de los elementos. El átomo a su vez esta formado por partículas mas pequeñas llamadas: partículas subatómicas. capas de electrones número resultante de la de protones y neutrones en el nucleó: masa atómica número total de protones que tiene el átomo: número atómico
  3. 3. Los átomos de un mismo elemento pueden tener distintos números de neutrones. Cuando esto sucede, los átomos se de-nominan isótopos de ese elemento. Puesto que las capas de electrones corresponden a niveles de energía, cuando un átomo se excita usando energía como ca-lor o luz, esta energía provoca que los electrones salten a un nivel de energía superficial. Poco después, el electrón regresa espontáneamente a su capa de electrones original, liberando la energía La vida depende de la capacidad de los electrones para captar y liberar energía Niveles de energía del átomo
  4. 4. ¿CÓMO INTERACTÚAN LOS ÁTOMOS PARA FORMAR MOLÉCULAS? Los átomos interactúan con otros átomos cuando hay vacíos en sus capas de electrones más externas Una molécula consta de dos o más átomos del mismo elemen-to, o de elementos distintos, los cuales se mantienen unidos gracias a las interacciones en sus capas de electrones más ex-ternas. Una sustancia cuyas moléculas están formadas por di-ferentes tipos de átomos se llama compuesto. Los átomos interactúan entre sí de acuerdo con dos principios básicos: • Un átomo no reaccionará con otros átomos si su capa de electrones más externa (electrones de valencia) está totalmente llena. Decimos que tal átomo es inerte (como ejemplo la familia de gases nobles). • Un átomo reaccionará con otros átomos si su capa de elec-trones más externa está sólo parcialmente llena. Decimos entonces que tal átomo es reactivo. Hay 3 tipos de enlaces fundamentales: iónico, covalente y puente de hidrogeno
  5. 5. Enlace iónico  Es la unión de átomos que resulta de la presencia de atracción electrostática entre los iones de distinto signo, es decir, uno fuertemente electropositivo (baja energía de ionización) y otro fuertemente electronegativo (alta afinidad electrónica). Eso se da cuando en el enlace, uno de los átomos capta electrones del otro. La atracción electrostática entre los iones de carga opuesta causa que se unan y formen un compuesto químico simple
  6. 6. Enlaces covalentes  Un enlace covalente entre dos átomos o grupos de átomos se produce cuando estos, para alcanzar el octeto estable, comparten electrones del último nivel. La diferencia de electronegatividades entre los átomos no es suficiente.  De esta forma, los dos átomos comparten uno o más pares electrónicos en un nuevo tipo de orbital, denominado orbital molecular. Los enlaces covalentes se suelen producir entre elementos gaseosos o no metales Hay dos tipos de enlaces covalentes, polar y no polar POLAR: es aquel en el que se comparten pares iguales de electrones y la diferencia de electronegatividad debe ser cero o casi cero, esto quiere decir que el la carga positiva de cada uno de los núcleo de los átomos debe ser la misma. NO POLAR: es aquel en el que un núcleo tiene una carga positiva mayor que el los demás y por ello atrae a los electrones con más fuerza. Los electrones pasarán más tiempo cerca del núcleo más grande y positivo, y menos cerca del núcleo mas pequeño. De esta manera, el átomo más grande adquiere una carga ligeramente negativa (-), y el átomo más pequeño adquiere una carga positiva pequeña (+).
  7. 7. Los puentes de hidrógeno  Los puentes de hidrógeno son atracciones eléctricas entre las moléculas que tienen enlaces covalentes polares o dentro de éstas. Debido a la naturaleza polar de sus enlaces covalentes, las moléculas polares cercanas, como las del agua, se atraen mu-tuamente. Los átomos de oxígeno de algunas moléculas de agua, al tener carga parcial negativa, atraen a los átomos de hidró-geno con carga parcial positiva de otras moléculas de agua cercanas. Tal atracción eléctrica se denomina puente de hidró-geno.  Los puentes de hidrógeno son importantes en las moléculas biológicas. Existen en moléculas biológicas comunes, donde el hidrógeno se enlaza con el nitrógeno o con el oxígeno, como ocurre con las proteínas y el DNA.
  8. 8. ¿POR QUÉ EL AGUA ES TAN IMPORTANTE PARA LA VIDA?  El agua interviene en muchas de las reacciones químicas que se realizan en la naturaleza, así como la fotosíntesis, la formación de grasas, azucares así como en su absorción. Esto se debe a que el agua es un excelente disolvente, esto quiere decir que una amplia gama de sustancias, como grasas, azucares, proteínas, etc., se pueden disolver en agua, estos al ser disuelto adquieren el nombre de soluciones.  Los enlaces de tipo iónico y covalente (polar) pueden ser disueltos en agua ya que estos son atraídos a los polos negativos y positivos del agua respectivamente (hidrogeno positivo, oxígenos negativo). Los iones y las moléculas polares se llaman hidrofilacios (“que aman el agua”) por la atracción eléctrica que experimentan hacia las moléculas de agua.  Por otra parte las moléculas más grandes con enlaces covalentes no po-lares por lo regular no se disuelven en agua; en consecuencia, se conocen como hidrofóbica (“que temen al agua”) como los aceites por ejemplo.
  9. 9. Las moléculas de agua tienden a mantenerse unidas  Como los puentes de hidrógeno in-terconectan moléculas de agua, el agua líquida tiene gran co-hesión; es decir, las moléculas de agua tienden a mantenerse juntas. La cohesión entre las moléculas de agua en la superfi-cie del líquido produce tensión superficial, que es la tendencia de la superficie del agua a resistir sin romperse.  Un papel más importante de la cohesión del agua para la vida se observa en las plantas terrestres. Puesto que las plan-tas absorben agua por la raíz, las hojas tiran de las moléculas de agua, llenando diminutos tubos que conectan las hojas, el tronco y las raíces. El agua tiene otra propiedad, la adhesión, que es su ten-dencia a pegarse a superficies polares con cargas pequeñas que atraen a las moléculas polares del agua. La adhesión ayu-da al agua a moverse dentro de espacios pequeños, como los delgados tubos de las plantas que llevan agua de la raíz a las hojas.
  10. 10. Las soluciones en agua pueden ser acidas, básicas y neutras Aunque el agua en general se considera un compuesto esta-ble, una pequeña fracción de moléculas de agua se ioniza, es decir, se dividen en iones hidrógeno (H+) y en iones hidróxido (OH-) Cuando la concentración de H+ es mayor que OH- a este se le llama acido. Un ácido es una sustancia que libera iones de hidrógeno cuando se disuelve en agua. Por otra parte cuando la concentración de OH- es mayor que O- a este se le llama base. Una base es una sustancia que se combina con iones hidró-geno, con lo cual reduce su número. El grado de acidez se expresa en la escala de pH, el grado de acides 7 es neutro y el agua pura tiene un pH de 7. cuando el pH de una sustancia es menor que 7 es acida y si es mayor que siente es una base. Cada unidad de la escala de pH representa un cambio de 10 veces en la concentración de H+. Así, una bebida de cola con un pH de 3 tiene una concentración de H+ 10,000 veces mayor que la del agua pura. Un amortiguador es un compuesto que tiende a mantener una solución a un pH cons-tante captando o liberando H+, en respuesta a cambios pe-queños en la concentración de H+
  11. 11. El agua modera los efectos de los cambios de temperatura Nuestro cuerpo y los cuerpos de otros organismos sólo pueden sobrevivir dentro de un intervalo de temperaturas limitado, ya que si surge un desnivel en la temperatura corporal los sistemas del cuerpo se ven afectados, y empiezan a fallar, ya sea en aumento de la temperatura o disminución. La energía necesaria para elevar en 1°C la temperatura de un gramo de una sustancia es su calor específico. El aumento de calor en un sistema también es sinónimo de aumento de energía cinética, esto quiere decir aumento de la velocidad con la que las moléculas de un compuesto se mueven. El agua modera los efectos de las temperaturas altas porque se requiere mucha energía térmica (539 calorías por gramo) para convertir agua líquida en vapor de agua. El calor necesario para evaporar el agua es su calor de vaporización. Por último, el agua modera los efectos de las bajas temperatu-ras, ya que es preciso extraer una cantidad considerablemen-te grande de energía de las moléculas de agua líquida, para que éstas formen la disposición cristalina precisa del hielo. Esta propiedad de una sustancia es su calor de fusión
  12. 12. El agua forma un sólido singular: El hielo  El agua se convierte en sólido después de una exposición pro-longada a temperaturas por debajo de su punto de congelación. Sin embargo, hasta el agua sólida se sale de lo común. Casi todos los líquidos se vuelven más densos al solidificarse; por lo tanto, como sólidos, se hunden. El hielo es un tanto peculiar porque es menos denso que el agua líquida.  Cuando un estanque o un lago empiezan a congelarse du-rante el invierno, el hielo flota y forma una capa aislante que retrasa el congelamiento del resto del agua, por lo que ofrece una superficie resbaladiza adecuada para los patinadores. Di-cho aislamiento permite que los peces y otros residentes sobrevivan en el agua líquida que hay debajo. Si el hielo se hundiera, muchos de los estanques y lagos de todo el mundo se congelarían totalmente, de abajo hacia arriba, durante el invierno, lo cual mataría a los peces, a las plantas y a otros or-ganismos subacuáticos.

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