Composición química, Pequeñas Moléculas Inorgánicas

M en C Rafael Govea Villaseñor
¿Cuál es la composición
¿Cuál es la composición
química de los Seres Vivos?
química de los Seres Vivos?
M. en C. Rafael Govea Villaseñor
M. en C. Rafael Govea Villaseñor
Por el CINVESTAV
Por el CINVESTAV
Biólogo por la UAM-I
Biólogo por la UAM-I
Versión 3.0
Versión 3.0
Nivel de Organización “Molécula”, PMI
Nivel de Organización “Molécula”, PMI

Antes que nada dos
Antes que nada dos
Conocimientos
Conocimientos
Previos
Previos

Recordemos que...
Recordemos que...
Todos los Compuestos químicos son
Todos los Compuestos químicos son
conjuntos del 1 sólo tipo de {Moléculas}
conjuntos del 1 sólo tipo de {Moléculas}
(
(mole
mole- = masa y -
- = masa y -ulas
ulas = pequeñas)
= pequeñas)

¿Cómo clasificamos a las MOLÉCULAS?
¿Cómo clasificamos a las MOLÉCULAS?
• De acuerdo a su tamaño en:
De acuerdo a su tamaño en:
–Micro
Micromoléculas cuando su masa
moléculas cuando su masa
molecular ≤ 1000
molecular ≤ 1000
–Oligo
Oligomoléculas cuando su masa
moléculas cuando su masa
1000 < PM < 5000
1000 < PM < 5000
–Macro
Macromoléculas cuando su MM ≥ 5000
moléculas cuando su MM ≥ 5000
Nivel
Nivel
“Macromolécula
“Macromolécula
Nivel
“Molécula”
Nivel
“Molécula”

¿De qué estamos hechos a nivel“MOLÉCULA”?
¿De qué estamos hechos a nivel“MOLÉCULA”?
De Micromoléculas.
De Micromoléculas. Las células de todos las especies
Las células de todos las especies
comparten
comparten alrededor de mil sustancias
alrededor de mil sustancias con este tipo de
con este tipo de
moléculas. Por su tamaño, pueden atravesar la membrana celular
moléculas. Por su tamaño, pueden atravesar la membrana celular

¿Cómo clasificamos a las Micromoléculas?
¿Cómo clasificamos a las Micromoléculas?
• Las clasificamos de acuerdo a su contenido de átomos de
Las clasificamos de acuerdo a su contenido de átomos de
Carbono reducido
Carbono reducido (
(C unido a H
C unido a H) en:
) en:
– Pequeñas Moléculas
Pequeñas Moléculas In
Inorgán
orgánicas. (
icas. (in-
in- = No y
= No y organ
organ-
- = carbono
= carbono
reducido).
reducido). 
 70%
70%
• Sales Minerales (iones inorgánicos).
Sales Minerales (iones inorgánicos). 
 1%
1%
• Agua (H2O). Entre 60 a 90 %.
Agua (H2O). Entre 60 a 90 %.
– Pequeñas Moléculas Orgánicas.
Pequeñas Moléculas Orgánicas. 
 4-6%
4-6%
• El resto de los Seres Vivos está conformado por cientos de miles
El resto de los Seres Vivos está conformado por cientos de miles
de oligo y macromoléculas diferentes.
de oligo y macromoléculas diferentes.

¿Qué fracción de un organismo son
¿Qué fracción de un organismo son
Micromoléculas?
Micromoléculas?
Las Micromoléculas
Las Micromoléculas
representan la mayor parte
representan la mayor parte
de la masa de un organismo,
de la masa de un organismo,
aproximadamente ¾ de su
aproximadamente ¾ de su
masa.
masa. 
70%, H
70%, H2
2O y
O y 
4-6 %,
4-6 %,
PMO
PMO

¿Cuáles son las principales Sales Minerales?
¿Cuáles son las principales Sales Minerales?
• Sales Minerales (= Iones Inorgánicos).
Sales Minerales (= Iones Inorgánicos).
✔
Los cationes: K
Los cationes: K+
+, Na
, Na+
+, NH
, NH4
4
+
+,
, Ca
Ca2+
2+,
,
Mg
Mg2+
2+, Zn
, Zn2+
2+,
, Fe
Fe3
3+
+, …
, …
✔
Los aniones:
Los aniones: Cl
Cl-
-, I
, I-,
-, F
F-
-,
, (HCO
(HCO3
3)
)-
-,
, (CO
(CO3
3)
)2-
2-,
,
(HPO
(HPO4
4)
)2-
2-,
, (PO
(PO4
4)
)3-
3-,
, (SO
(SO4
4)
)2-
2- …
…

¿Cuál es la Sustancia más importante para
¿Cuál es la Sustancia más importante para
el origen y mantenimiento de la Vida?
el origen y mantenimiento de la Vida?
El H
El H2
2O, el óxido de dihidrógeno,
O, el óxido de dihidrógeno,
mejor conocido como Agua
mejor conocido como Agua
Sin ella no podrían
Sin ella no podrían
ocurrir los
ocurrir los
fenómenos vitales
fenómenos vitales

El Agua es una molécula Extraordinaria
Tiene Propiedades fuera de lo común, como
Tiene Propiedades fuera de lo común, como
sus temperaturas de cambio de estado :
sus temperaturas de cambio de estado : T
Tf
f = 0º C y T
= 0º C y Teb
eb = 100ºC
= 100ºC

• Tiene Propiedades fuera de lo común, su densidad deja de aumentar
Tiene Propiedades fuera de lo común, su densidad deja de aumentar
conforme se enfría y súbitamente disminuye luego de los 4°:
conforme se enfría y súbitamente disminuye luego de los 4°:
–D
D40ºC
40ºC = 0.99222
= 0.99222 g/cm
g/cm3
3
–D
D30ºC
30ºC = 0.99565
= 0.99565 g/cm
g/cm3
3
–D
D20ºC
20ºC = 0.99823 g/cm
= 0.99823 g/cm3
3
–D
D4ºC
4ºC = 1.00000 g/cm
= 1.00000 g/cm3
3
–D
D1ºC
1ºC = 0.99990
= 0.99990 g/cm
g/cm3
3
–D
D0ºC
0ºC = 0.99987 g/cm
= 0.99987 g/cm3
3
–D
D0ºC hielo
0ºC hielo = 0.915 g/cm
= 0.915 g/cm3
3

• Tiene Propiedades fuera de lo común,
Tiene Propiedades fuera de lo común,
posee valores elevados de...
posee valores elevados de...
– Calor Específico
Calor Específico 4-25ºC
4-25ºC = 1.018
= 1.018
cal/g ºC
cal/g ºC
– Calor de Evaporación = 9,719
Calor de Evaporación = 9,719
cal/mol
cal/mol
– Constante Dipolar
Constante Dipolar en
en Benceno
Benceno =
=
1.76
1.76

¿Por qué es importante el calor de
¿Por qué es importante el calor de
Evaporación del agua?
Evaporación del agua?
Regula el sobrecalentamiento
Regula el sobrecalentamiento
por medio de la sudoración
por medio de la sudoración

¿Por qué es importante el gran calor
¿Por qué es importante el gran calor
específico del agua?
específico del agua?
Otorga una gran inercia
Otorga una gran inercia
térmica a los
térmica a los
organismos
organismos

¿Por qué el Agua es tan extraña?
¿Por qué el Agua es tan extraña?
electropositivos
electronegativo
104°
El O es un átomo muy electronegativo
El O es un átomo muy electronegativo
Los H son en extremo electropositivos
Los H son en extremo electropositivos
En el H2O hay 2 enlaces covalentes
En el H2O hay 2 enlaces covalentes
muy polares a un ángulo de 104°
muy polares a un ángulo de 104°
El alineamiento de un H
El alineamiento de un H δ
δ+ con un
+ con un
oxígeno
oxígeno δ
δ- de sendas moléculas forma
- de sendas moléculas forma
una unión débil el
una unión débil el Enlace de H
Enlace de H
1
2
3
4

¿Por qué el Agua es vital para la Vida?
¿Por qué el Agua es vital para la Vida?
Porque forma enlaces
Porque forma enlaces
intermoleculares débiles de
intermoleculares débiles de
Puentes de Hidrógeno
Puentes de Hidrógeno
Eso implica que las
Eso implica que las
moléculas de agua no suelen
moléculas de agua no suelen
moverse solas
moverse solas
De allí que sus propiedades
De allí que sus propiedades
sean extraordinarias y
sean extraordinarias y
esenciales para los procesos
esenciales para los procesos
y la acción de (micro y
y la acción de (micro y
macro) moléculas de los
macro) moléculas de los
seres vivos.
seres vivos.
Puentes de hidrógeno
4 moléculas
Zhang et al 2013 Sc Express
Zhang et al 2013 Sc Express

¿Por qué es relevante la D
¿Por qué es relevante la D0°
0°
del hielo?
del hielo?
Al flotar el hielo sobre el
Al flotar el hielo sobre el
agua líquida,
agua líquida, solamente
solamente
se congela la superficie
se congela la superficie
de los océanos.
de los océanos.

¿Por qué es relevante la constante
¿Por qué es relevante la constante
dipolar del Agua?
dipolar del Agua?
Le permite funcionar como el mejor disolvente
Le permite funcionar como el mejor disolvente

¿Por qué es relevante que el agua sea
¿Por qué es relevante que el agua sea
una molécula dipolar?
una molécula dipolar?
Permite el auto-ensamble de lípidos en bicapas.
Permite el auto-ensamble de lípidos en bicapas.

El Agua es muy importante porque:
El Agua es muy importante porque:
• Estabiliza la estructura Tridimensional de
Estabiliza la estructura Tridimensional de
los Biopolímeros por medio de
los Biopolímeros por medio de “Puentes
“Puentes
de Hidrógeno”.
de Hidrógeno”.

Al asociarse con puentes
Al asociarse con puentes
de hidrógeno tienen una
de hidrógeno tienen una
gran fuerza de cohesión
gran fuerza de cohesión
intermolecular y de
intermolecular y de
adhesión que se expresa
adhesión que se expresa
en la capilaridad.
en la capilaridad.
¿Por qué es importante que las
¿Por qué es importante que las
moléculas de agua se asocien?
moléculas de agua se asocien?

¿Por qué en la Tierra es afortunada?
¿Por qué en la Tierra es afortunada?
La Tierra tiene agua líquida por su distancia al Sol
La Tierra tiene agua líquida por su distancia al Sol

FIN
FIN
8-hidroxiquinolinas unidas por enlaces intermoleculares
8-hidroxiquinolinas unidas por enlaces intermoleculares
débiles al microscopio de fuerza atómica
débiles al microscopio de fuerza atómica

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