CLASE DE QUÍMICA. CURSO PREPARATORIO DE MED

quimica organica

1. Agua CPMED – Introducción a la Química Bibliografía: McKee, T. McKee, J. R. Bioquímica. Las bases moleculares de la vida.  Editorial McGraw-Hill Interamericana. 5ª Edición. China. 2013 Pag 63 al 73 Pag 77 al 80

2. Porque el agua es tan fundamental para la Vida? Desde hace mucho tiempo se reconocen su estabilidad química, sus notables propiedades como disolvente y su participación como reactivo bioquímico. Lo que no se ha apreciado en gran medida es la función crucial que la hidratación desempeña para mantener la estructura tridimensional de otras moléculas, como las proteínas por ejemplo, cuya función depende de su estructura.

3. ESTRUCTURA MOLECULAR DEL AGUA H 2 O Enlaces covalentes

4. Geometría de la molécula Tetraédrica L as moléculas de agua están dobladas (con un ángulo de enlace de 104.5°, un poco menor que el ángulo de 109° de un tetraedro simétrico). Esto se debe a que los electrones de los pares solitarios ocupan más espacio que las parejas de electrones de los enlaces O—H

5. Polaridad de la Molécula El oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno (el oxígeno tiene una capacidad mayor para atraer electrones cuando está unido al hidrógeno). Como consecuencia, el átomo de oxígeno que es más grande, tiene una carga parcial negativa ( − ) y cada uno de los dos átomos de hidrógeno lleva una carga parcial positiva ( + ). La distribución de los electrones en los enlaces oxígeno-hidrógeno se desplaza hacia el oxígeno y, por ello, el enlace es polar.

6. Polaridad de la Molécula Moléculas como el agua, en las que la carga está separada, se denominan dipolos, y es una propiedad importante que permit e la interacción de las moléculas del agua entre sí, y con otras moléculas y de la cual dependen muchas propiedades.

7. ENLACES NO COVALENTES Los enlaces no covalentes que el agua forma también se conocen como interacciones intermoleculares. Por lo general son Electroestáticas (debido a cargas eléctricas). Son relativamente débiles en comparación a los enlaces covalentes que unen los átomos dentro de la molécula. Se rompen con facilidad, son dinámicos . La suma de interacciones en un sistema pueden estabilizar fuertemente al mismo, por mas que individualmente sean débiles. Un gran número de interacciones no covalentes estabilizan las macromoléculas y las estructuras supramoleculares, mientras que la capacidad de estos enlaces para formarse y romperse con rapidez dota a las biomoléculas de la flexibilidad requerida para que se produzca el flujo rápido de información que tiene lugar en los procesos vitales.

8. ENLACES NO COVALENTES Los mas comunes son: Interacciones iónicas, puentes de hidrogeno o interacciones de Van Der Waals.

9. ENLACES NO COVALENTES Interacciones Iónicas I nteracciones iónicas ocurren entre átomos o grupos cargados. En la molécula de agua ocurre entre las cargas parciales de la molécula con Iónes (moléculas con carga total positiva o negativa)

10. ENLACES NO COVALENTES Puentes de hidrogeno Se dan entre el agua y moléculas que contengan Oxígeno , Nitrogeno o Fluor , debido a que estos átomos muy electronegativos forman dipolos en las moléculas en las que están presentes. Los enlaces covalentes entre el hidrógeno y el oxígeno o el nitrógeno son tan polares que el núcleo de hidrógeno es débilmente atraído hacia el par de electrones solitarios de un oxígeno o de un nitrógeno de una molécula vecina.

11. ENLACES NO COVALENTES Fuerzas de Van Der Waals Las fuerzas de van der Waals son interacciones electrostáticas relativamente débiles que se originan cuando las biomoléculas que contienen dipolos permanentes neutros se aproximan entre sí o a un dipolo inducible

12. PROPIEDADES TÉRMICAS DEL AGUA Líquido a Tº ambiente. Si se compara el agua con moléculas parecidas de peso molecular semejante, los puntos de fusión y de ebullición del agua son excepcionalmente elevados, esto es gracias a los puentes de hidrogeno entre moléculas de agua. Punto de Fusión: 0ºC, y de Ebullición: 100ºC.

13. PROPIEDADES TÉRMICAS DEL AGUA El agua es un modulador eficaz de la temperatura climática a causa de su alto calor de vaporización (la energía que se requiere para evaporar un mol de un líquido bajo la presión de una atmósfera ) y de su alta capacidad calorífica (la energía que debe añadirse o extraerse para cambiar la temperatura un grado) Sudoración

14. PROPIEDADES DISOLVENTES DEL AGUA El agua es el disolvente biológico ideal. Disuelve con facilidad una gran diversidad de constituyentes de los seres vivos. Las moléculas que se disuelven en agua se conocen como hidrofílicas. Entre los ejemplos se incluyen iones (p. ej., Na +, K+ y Cl−), azúcares y muchos de los aminoácidos. Las moléculas que no se disuelven en agua, se conocen como hidrófobas. Su incapacidad para disolver otras sustancias, como los lípidos y determinados aminoácidos, hace posible la existencia de estructuras supramoleculares (p. ej., las membranas) y de numerosos procesos bioquímicos (p. ej., el plegamiento de proteínas).

15. Disolución en agua

16. Interacciones hidrófobas Cuando se introducen moléculas apolares en un ambiente acuoso, las moléculas de agua se organizan en una estructura similar a una caja que impulsa la región hidrófoba contra sí misma (un proceso de partición o exclusión). Al final, la fase hidrófoba excluida se estabiliza por interacciones de van der Waals entre regiones apolares en estrecha proximidad entre sí

17. Moléculas anfipáticas Un gran número de biomoléculas denominadas anfipáticas contienen grupos polares y apolares. Esta propiedad afecta de forma significativa su comportamiento en el agua. Cuando se mezclan con el agua, las moléculas anfipáticas forman estructuras denominadas micelas

18. IONIZACIÓN DEL AGUA Las moléculas de agua en estado líquido poseen una capacidad limitada de ionización para formar un protón, o ion hidrógeno (H + ), y un ion hidróxido (OH − ). Los protones no existen realmente en solución acuosa. En el agua, un protón se combina con una molécula de agua para formar H3O + , denominado usualmente ion hidronio. Por conveniencia, se utilizará H + para representar las reacciones de ionización del agua.

19. IONIZACIÓN DEL AGUA - pH Cuando una solución contiene cantidades iguales de H + y OH − , se dice que es neutra. Cuando una sustancia iónica o polar se disuelve en agua, puede cambiar los números relativos de H + y de OH − . Las soluciones con exceso de H + son acidas, mientras que las que tienen un número menor de H+ disueltos son básicas.

20. pH El ion hidrógeno es uno de los más importantes en los sistemas biológicos; su concentración afecta a la mayoría de los procesos celulares y del organismo. La concentración de H+ en una solución, es medida a través de una escala que llamamos pH.

21. Ácidos, bases y pH Las sustancia acidas son aquellas que en disolución acuosa, liberan protones, aumentando la concentración de H+ del medio. Las Sustancias Básicas son aquellas que reducen los H+ del medio, ya sea secuestrando H+ mediante la liberación de OH-, o combinándose directamente con H+ de iones hidronios.

22. Ácidos y Bases Los polímeros grandes y complejos macromoleculares suelen tener superficies anfotéricas ; es decir, poseen tanto grupos ácidos como básicos. Se dice que un grupo lateral de una molécula es ácido si actúa como donante de protones, y básico si lo hace como aceptor .

23. Ácidos y bases fuertes y débiles Los ácidos fuertes (p. ej., el HCl) y las bases fuertes (p. ej., el NaOH) se ionizan casi por completo en el agua. Los ácidos y bases que no se disocian completamente se denominan débiles. Los ácidos orgánicos (compuestos con grupos carboxilo) no se disocian en su totalidad en el agua y se denominan ácidos débiles . Las bases orgánicas poseen una capacidad pequeña, aunque cuantificable, para combinarse con los iones hidrógeno. Muchas bases débiles comunes contienen grupos amino. Ácido Fuerte Ácido débil

24. Amortiguadores La regulación del pH es una actividad universal y esencial de los seres vivos. La concentración de iones hidrógeno debe mantenerse dentro de unos límites muy estrechos. Los amortiguadores ayudan a mantener una concentración de iones hidrógeno relativamente constante. Los amortiguadores (disoluciones amortiguadoras) más habituales consisten en ácidos débiles y sus bases conjugadas. Una solución amortiguada puede oponerse a cambios de pH porque se establece un equilibrio entre los componentes del amortiguador.

25. Amortiguadores