Este documento describe los componentes químicos básicos de las células, incluyendo átomos, moléculas, enlaces químicos iónicos y covalentes. Explica que los átomos se unen para formar moléculas a través de la ganancia o pérdida de electrones, y que las moléculas más importantes en las células son carbohidratos, lípidos, proteínas y nucleótidos. También destaca el papel crucial del agua como disolvente que permite que ocurran las reacciones qu

1. Componentes Químicos de la
Célula

2. Átomos
 La partícula más pequeña de un elemento que mantiene sus
propiedades químicas.
 Estructura: Un núcleo en la parte central. Denso con carga
positiva rodeado a cierta distancia por una nube de
electrones con carga negativa.
 Atracción electrostática

3. Átomo (estructura)
 Núcleo:
-Formado por dos tipos de partículas subatómicas
• protones (+)
• Neutrones (sin carga)
• El numero de protones presente en el núcleo del átomo determina su numero
atómico.
 Neutrones:
- Tienen la misma masa de los protones.
-Contribuyen a la estabilidad estructural del núcleo.
-No altera las propiedades químicas del átomo.
 Protones:
-Partícula subatómica con carga positiva. El numero de protones determina su
numero atómico.
 Electrones:
- Partícula subatómica con carga negativa. Rodean al núcleo.

4. Molécula
 Dos o mas elementos.
 Las características dependen de los
átomos que contienen y del modo en que
estos átomos se unen entre si.
 Es crucial conocer como se forman los
enlaces químicos que mantienen unidos a
los átomos en una molécula.

5. Los electrones mas externos determinan
como interactúan los átomos.
• Los electrones estan en constante movimiento
alrededor del nucleo. En esta escala sub-
microscópica los movimientos obedecen a
leyes distintas de las que conocemos en la
vida diaria. Segun estas leyes, los electrones
solo pueden existir en orbitas separadas que
tienen un limite del numero de electrones que
pueden ocupar una orbita (orbital
electrónico).

6. Orbitales

7. • Los electrones que están mas cerca del núcleo
son atraidos con mas fuerza hacia el y ocupan
el orbital mas interno y mas fuertemente
unido.
– Este (el primer orbital) puede contener hasta dos
electrones.
– El segundo orbital esta mas alejado del núcleo y sus
electrones están unidos con menor fuerza, y así
sucesivamente.
– En las moléculas biologicas son muy poco
frecuentes los átomos con mas de cuatro orbitales.

8. La disposición de los electrones de un átomo es
mas estable cuando los electrones se encuentran
en los orbitales mas internos y mas cercanos al
núcleo de carga positiva. Por eso, en la mayoría
de los casos, los electrones de un átomo ocupan
los orbitales en orden:
1er orbital, 2do orbital, etc..

9. Un átomo que su orbita exterior este completamente
ocupado por electrones es muy estable.
• Ejemplos:
– El Helio: 2 electrones & num. atómico de 2.
(2+ + 2- = ninguna carga)
– El hidrogeno en cambio solo tiene un electrón y su
orbital mas externo tiene la mitad del espacio vacío, y
en consecuencia es altamente reactivo.
• Todos los demás átomos presentes en los tejidos
vivos tienen orbitales electrónicos incompletos y
pueden reaccionar entre si para formar
moléculas.

10. Un orbital electrónico incompleto es menos
estable que un orbital completo. Por esto, los
átomos cuyos orbitales externos están
incompletos tienen una fuerte tendencia a
interactuar con otros átomos y ganar o perder
los electrones que sean necesarios para quedar
con su orbital externa completo.

11. • Este intercambio de electrones puede ocurrir
de dos maneras:
– por transferencia de electrones de un átomo a
otro
– dos átomos comparten sus electrones.
• Estas dos estrategias general dos tipos de
enlaces químicos
– Iónico: cuando un átomo cede electrones a otro.
– Covalente: cuando dos átomos comparten un par
de electrones.
El numero de electrones que un átomo debe
adquirir o perder para completar su orbital
externo se conoce como valencia.

12. Enlaces Químicos
Enlaces iónicos: Están formados por átomos que tienen solo uno o
dos electrones en su orbital externo incompleto o a los que les falta
adquirir uno o dos electrones para completar su orbital externo.
-Cuando un electrón salta del Na al Cl ambos átomos se convierten
en iones con carga eléctrica.
El átomo que ha perdido un electrón tiene ahora uno menos que la
cantidad de protones que tiene el núcleo, haciendo su carga
positiva (+).
El átomo que ha ganado un electrón tiene ahora mas electrones que
protones, convirtiendo su carga en negativa (-).
COMO tienen cargas opuestas, los dos átomos se atraen entre si y
se mantienen unidos por medio de un enlace iónico.

13. Enlaces covalentes:
Una molécula es una agrupación de átomos que se mantienen unidos
por enlaces covalentes en los que los átomos comparten electrones y
no hay transferencia de electrones de un átomo al otro.
Los electrones compartidos forman una nube de carga negativa que es
mas densa entre los dos núcleos de carga positiva. Esto contrarresta el
rechazo mutuo entre las cargas iguales que alejaría a los átomos.
Los enlaces covalentes entre múltiples átomos se caracterizan por
ángulos de enlace específicos así como por longitudes y energías de
enlace también específicos.
-La fuerza del enlace se mide por la
cantidad de energía que se debe utilizar
para romper el enlace.

14. Existen distintos tipos de enlaces covalentes
• Enlaces simples: cada átomo cede un electrón y dos átomos
comparten dos electrones.
– Un enlace covalente simple entre dos átomos por lo general permite la
rotación de una parte de la molécula en relación con la otra alrededor
del eje de unión.
• Enlace doble: son mas cortos y mas fuertes que los enlaces simples
y tienen un efecto característico sobre la geometría tridimensional
de las moléculas que los contienen.
– Un enlace doble impide rotación y eso genera una disposición mas
rígida y menos flexible de los átomos.
• Algunas moléculas contienen átomos que comparten electrones de
manera que producen enlaces de tipo intermedio entre el enlace
simple y el enlace doble.
– Ej.) La molécula de benceno, que es muy estable, esta compuesta por
un anillo de seis átomos de carbono en el cual los electrones que
conforman los enlaces se distribuyen de manera equitativa entre todos
los átomos del anillo.
• Estructura polar: es una estructura en la cual la carga positiva se
concentra en un extremo de la molécula (el polo positivo) y la carga
negativa se concentra en el otro extremo (el polo negativo).

15. Enlace simple
Enlace doble

16. INTRODUCCIÓN A LAS BIOMOLECULAS
• Son las moléculas más importantes que
constituyen a los seres vivos. Las 4 biomoleculas
mas abundantes son el Carbono, el Hidrogeno,
Oxigeno, Nitrógeno, Fosforo y Azufre (CHONPS), y
representa el 96.5% de la masa de la mayoría de
las células.
• Las biomoleculas se dividen en orgánicas e
inorgánicas:
– Orgánicas: Sintetizadas solamente por los seres vivos y
tienen su estructura a base de carbono.

17. Existen 4 familias principales de pequeñas moléculas
orgánicas en la célula. Son la forma primaria de
almacenamiento y consumo de energía.
• Azúcares: Son fuente de energía para las células y las subunidades de los
polisacáridos. También se denominan hidratos de carbono ya que constan
de átomos de carbono unidos con otros grupos funcionales químicos.
• A través de una serie de reacciones puede liberar energía que la célula
puede aprovechar para realizar trabajo útil. Son subunidades de los
polisacáridos.
• Ácidos grasos: Se encuentra en el citoplasma de muchas células en
formas de gotas de triacilglicerol, la función más importante de los ácidos
grasos es que son componentes de la membrana celular, están
conformados por un componente hidrófilo y un componente hidrófobo.
Sirven como reserva concentrada de alimento.
• Aminoácidos: Son las subunidades de las proteínas, son fabricadas por el
propio cuerpo, las células construyen proteínas a partir de los
aminoácidos (20).

18. • Nucleótidos: Son subunidades del DNA y del RNA, la función
principal de los nucleótidos en la célula es almacenar y liberar
información biológica.
• Inorgánicas: Su componente principal no siempre es el
carbono, siendo el agua el más abundante.
• Agua: Es la biomolecula mas abundante en los seres vivos:
– Disolvente
– Medio de transporte
– Lubricante
– Función termorreguladora
– Función estructural
• Es formada por dos átomos de Hidrógeno y uno de Oxígeno.
• Sales Minerales: se encuentran en concentraciones bajas
pero son imprescindibles, se pueden dividir en según su
función en dos grupos reguladoras:
• Funcionales: Intervienen en la transmisión de impulsos
nervioso, contracción muscular, equilibrio iónico,
• Estructurales: forma parte de los huesos y/o caparazones.

19. EL MEDIO ACUOSO COMO MATRIZ DE LA VIDA
• El agua representa cerca del 70% del peso de
la célula y la mayor parte de las reacciones
intracelulares ocurren en un medio acuoso. El
agua resulta ser esencial para toda la vida en
la Tierra. Todos los organismos vivientes
(vegetales, animales, y seres humanos) que
habitan el planeta están formados por una
cierta proporción o porcentaje de agua.

20. • En cada molécula de agua (H2O) los dos
átomos de H están unidos al átomo de
oxigeno (O) por enlaces covalentes. Los dos
enlaces son altamente polares por que el O
atrae con mayor fuerza a los electrones
mientras que el H los atrae solo débilmente.

21. • Cuando una región con carga positiva (uno de los
átomos de H) de una molécula de agua se acerca a
una región con carga negativa (O) de otra molécula
la atracción eléctrica entre ellas puede establecer
un enlace débil que se denomina enlace de
hidrogeno.

22. • Las moléculas que contienen enlaces polares
que pueden formar enlaces de hidrogeno se
mezclan bien con el agua. Las moléculas que
tienen cargas positivas o negativas (iones) se
disuelven con facilidad en el agua. Estas
moléculas se denominan hidrófilas, lo que
significa que tienen afinidad por el agua.
– Una gran proporción del medio acuoso de la célula
pertenecen a esta categoría que incluye:
• los azucares
• el DNA
• RNA
• La mayor parte de las proteínas

23. Las moléculas hidrófobas: no tienen carga y forman muy
pocos o ningún enlace de hidrogeno de modo que no se
disuelven en agua.
– Los hidrocarburos representan un importante ejemplo de
componentes celulares hidrófobos. En estas moléculas, los
átomos de H se unen a los átomos de C por medio de
enlaces covalentes no polares. Por este motivo los
hidrocarburos son muy hidrófobos, propiedad que es
aprovechada por las células para formar membranas que
están compuestas por largas colas de hidrocarburos. Debido
a que no se disuelven en agua, los hidrocarburos hidrófobos
pueden formar las delgadas barreras que separan el interior
acuoso de la célula del medio externo. Así reteniendo
solamente el agua suficiente en su interior.
– Los procesos químicos y físicos de la vida requieren que las
moléculas puedan desplazarse en los procesos del
metabolismo y de la síntesis. Un liquido permite una
movilidad molecular.