El documento describe la estructura del átomo, incluyendo el núcleo y los electrones. Explica los diferentes tipos de enlaces químicos como iónico, covalente y metálico. También cubre la tabla periódica y los grupos de elementos, e introduce los isótopos y sus aplicaciones importantes en biología como trazadores radioactivos.

1. UNIDAD I GENERALIDADES
1.6 ESTRUCTURA DEL ÁTOMO
1.7 INTRODUCCIÓN A TIPOS DE ENLACES
1.8 TABLA PERIÓDICA
1.9 IMPORTANCIA DE LOS ISÓTOPOS EN LA BIOLOGÍA

2. En el átomo se puede
distinguir dos partes: el núcleo
y la corteza.
El núcleo es la parte central del
átomo y contiene partículas con
carga positiva, los protones, y
partículas que no poseen carga
eléctrica, es decir son neutras, los
neutrones. La masa de un protón
es aproximadamente igual a la de
un neutrón.

3. Todos los átomos de un elemento químico
tienen en el núcleo el mismo número de
protones. Este número, que caracteriza a
cada elemento y lo distingue de los
demás, es el número atómico y se
representa con la letra Z.
La corteza es la parte exterior del
átomo. En ella se encuentran los
electrones, con carga negativa.
Éstos, ordenados en distintos
niveles, giran alrededor del núcleo. La
masa de un electrón es unas 2000
veces menor que la de un protón.

4. Los átomos son eléctricamente
neutros, debido a que tienen igual
número de protones que de
electrones. Así, el número atómico
también coincide con el número de
electrones.

5. Isótopos
La suma del número de
protones y el número de
neutrones de un átomo
recibe el nombre de
número másico y se
representa con la letra A.
Aunque todos los átomos
de un mismo elemento se
caracterizan por tener el
mismo número
atómico, pueden tener
distinto número de
neutrones.

6. Llamamos isótopos a
las formas atómicas
de un mismo elemento
que se diferencian en
su número másico.
Para representar un
isótopo, hay que indicar el
número másico (A) propio del
isótopo y el número atómico
(Z), colocados como índice y
subíndice, respectivamente, a la
izquierda del símbolo del
elemento.

7. INTRODUCCIÓN A TIPOS DE ENLACES
Los átomos se unen entre sí para
formar moléculas mediante fuerzas de
enlace. Los tipos fundamentales de
enlace son el iónico, el covalente y el
metálico. A continuación se describen
cada uno de los tipos de enlace y sus
características principales.

8. Enlace iónico
El enlace iónico consiste en la atracción electrostática
entre átomos con cargas eléctricas de signo contrario.
Este tipo de enlace se establece entre átomos de
elementos poco electronegativos con los de elementos
muy electronegativos. Es necesario que uno de los
elementos pueda ganar electrones y el otro
perderlo, este tipo de enlace se suele producir entre un
no metal (electronegativo) y un metal (electropositivo).
Un ejemplo de sustancia con enlace iónico es el
cloruro sódico. En su formación tiene lugar la
transferencia de un electrón del átomo de sodio
al átomo de cloro.

9. Enlace covalente
Lewis expuso la teoría de que todos los elementos tienen
tendencia a conseguir configuración electrónica de gas noble (8
electrones en la última capa). Elementos situados a la derecha
de la tabla periódica ( no metales ) consiguen dicha
configuración por captura de electrones; elementos situados a
la izquierda y en el centro de la tabla ( metales ), la consiguen
por pérdida de electrones.

10. ENLACE METÁLICO
Los elementos metálicos sin combinar forman
redes cristalinas con elevado índice de
coordinación. Hay tres tipos de red cristalina
metálica: cúbica centrada en las caras, con
coordinación doce; cúbica centrada en el
cuerpo, con coordinación ocho, y hexagonal
compacta, con coordinación doce.
Sin embargo, el número de electrones de
valencia de cualquier átomo metálico es
pequeño, en todo caso inferior al número de
átomos que rodean a un dado, por lo cual no es
posible suponer el establecimiento de tantos
enlaces covalentes.

11. En el enlace metálico, los átomos se
transforman en iones y electrones, en
lugar de pasar a un átomo
adyacente, se desplazan alrededor
de muchos átomos. Intuitivamente, la
red cristalina metálica puede
considerarse formada por una serie
de átomos alrededor de los cuales los
electrones sueltos forman una nube
que mantiene unido al conjunto.

12. TABLA PERIÓDICA
La tabla periódica de los
elementos clasifica, organiza y
distribuye los distintos
elementos químicos, conforme
a sus propiedades y
características; su función
principal es establecer un orden
específico agrupando
elementos.

13. La IUPAC ( Unión Internacional de Química Pura y Aplicada)
recomienda actualmente que los grupos se designen en forma
consecutiva de izquierda a derecha, con números arábigos del 1
al 18, sustituyendo a la anterior nomenclatura con números
romanos y letras.

14. Los elementos que se encuentran en un mismo grupo
poseen propiedades similares y forman familias, algunas
con nombres particulares. Así, los elementos del grupo 1
se denominan metales alcalinos; los del grupo 2, metales
alcalinotérreos; los del grupo 17, halógenos; y los que
forman el grupo 18 se llaman gases raros, inertes o
nobles (aunque actualmente se prefiere esta última
denominación)

15. Hay 7 períodos con diferente número de
elementos, numerados del 1 al 7. En los
períodos 6 y 7, luego del lantano y el
actinio, los 14 elementos siguientes se
encuentran separados en 2 filas: los lantánidos
y los actínidos. El séptimo período se encuentra
aún incompleto y allí se van incorporando los
nuevos elementos descubiertos.

16. Isótopos
Cuando los átomos tienen el mismo número atómico pero diferente número
másico, se denominan isótopos. Enunciando en forma diferente, los isótopos
son átomos con el mismo número de protones, pero con cantidades diferentes
de neutrones en su núcleo. Así, el hidrógeno tiene tres isótopos con las
siguientes características:
IMPORTANCIA DE LOS ISÓTOPOS EN LA BIOLOGÍA

17. Aplicaciones de los isótopos a los sistemas
biológicos
En los trabajos sobre organismos vivos se
suele utilizar algunos isótopos no radiactivos
(estables) que se encuentran en pequeñas
proporciones en la naturaleza junto con los
isótopos normales, como el:

18. Sin embargo, son los radioisótopos o isótopos radiactivos los
que se utilizan con mucha frecuencia, no sólo en los sistemas
biológicos, sino también en la industria y agricultura. En
bioquímica la utilización de radioisótopos ha servido para seguir
el curso de las reacciones sin romper el delicado equilibrio de la
célula viva, para identificar los productos intermedios de las
trasformaciones y para conocer los mecanismos de los
procesos celulares. Se podría decir que muy pocos procesos se
han estudiado, a nivel molecular, en las células en que no se
hayan utilizado isótopos.

19. La edad de productos orgánicos puede determinarse mediante el
uso de radioisótopos. El C14 se produce continuamente en la
atmósfera al capturar los átomos de nitrógeno neutrones
procedentes de los rayos cósmicos. Este C14 se incorpora a las
plantas y al resto de los organismos vivos y la actividad del
radioisótopo comienza proporcionalmente a disminuir desde el
instante en que mueren. Por tanto, la actividad por gramo de
carbono residual es una medida del tiempo que han transcurrido
desde la muerte.

20. La utilización de isótopos radiactivos en medicina humana alcanza una relevancia
excepcional. En la siguiente tabla se resumen los radioisótopos más usados en
dicha ciencia y sus aplicaciones más frecuentes:
Isótopo Vida media Radiación emitida Aplicaciones
Na 24
15 horas beta y gamma Estudios sobre la circulación sanguínea.
K 42
12 horas beta Estudios sobre nutrición.
Ca 45
165 días beta Estudios sobre nutrición
Fe 49
45 días beta Estudio sobre eritrocitos
Co 60
5.3 años beta, gamma Radioterapia
I 90
65 horas beta Radioterapia de la pituitaria
Tc 99
6 horas gamma Gammagrafías del cerebro y del corazón
I 123
13 horas gamma Radioterapia de tiroides
I 131
8 días beta y gamma Estudio de actividad de la tiroides

21. Una de las primeras aplicaciones de la radioterapia fue en el campo de la
dermatología, para destruir cánceres de crecimiento anormal de células de la
piel. El isótopo fósforo-32 es un emisor de rayos beta y en una solución de
Na332PO4 se sumergía un trozo de papel que después se aplicaba al área
que se quería tratar. El 24Na se utiliza para seguir el recorrido sanguíneo y
detectar posibles obstrucciones en el sistema circulatorio. Quizás una de las
aplicaciones más interesantes es la del 99Tc, que se usa como pertecnetato
sódico (NaTcO4).

22. El ion TcO4- no puede traspasar la barrera que ofrecen las células
normales del cerebro, mientras las células de tumores y de otras
anormalidades se vuelven permeables y el ion pertecnetato puede
entrar en el tejido y acumularse. Este hecho permite detectar fácilmente
los tumores cerebrales. El tecnecio radiactivo está resultando también
muy útil cuando se combina con otros elementos: con el
fósforo, formando pirofosfato tecnécico -Tc4(P2O7)7-, se acumula
selectivamente en el tejido óseo y con el azufre, principalmente, en el
hígado, médula ósea y bazo. El hierro-59 se utiliza para seguir la
génesis de los eritrocitos, porque la hemoglobina contiene hierro. El
yodo-131 es utilizado para comprobar el funcionamiento de la glándula
tiroides; el proceso es posible porque las hormonas tiroideas contienen
yodo.

23. REFERENCIAS
 http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciaci
on_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/estr
uctura.htm
 http://www.textoscientificos.com/quimica/enlaces-
quimicos
 https://sites.google.com/site/eem418quimica/conce
ptos-relacionados/grupos-y-periodos
 http://medicina.usac.edu.gt/quimica/atom/is_topos.
htm