El documento resume los conceptos básicos de átomos y moléculas. Explica cómo se formaron los átomos después del Big Bang y cómo se unieron para formar moléculas, las cuales son la base de todos los seres vivos. Describe las partes del átomo, los diferentes tipos de enlaces entre átomos, y los elementos biológicamente importantes como el carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. También explica la estructura y funciones biológicas del agua.

1. ATOMOS Y MOLÉCULAS

2. BIG BANG 100.000.000.000 °C no átomos, si partículas subatómicas que chocaban y liberaban energía.... La temperatura descendió a 1.000.000.000 °C y se unieron protones + neutrones = núcleo del átomo Cuando estuvo en 2500 °C (núcleo + protones) positivos atrajeron a (electrones) negativos y se movían alrededor de ellos = ATOMOS De aquí se formaron estrellas, planetas y seres vivos. TODOS LOS ORGANISMOS Y SU AMBIENTE ESTAN FORMADOS POR MOLÉCULAS

3. ATOMOS Toda la materia esta constituida por elementos. 92 elementos (C, O, Ca, Fe) ELEMENTO: Sustancia que no puede ser desintegrada en otra sustancia por medios químicos ordinarios. Su partícula más pequeña es el átomo.

4. Los átomos tienen: En su núcleo: - partículas cargadas positivamente (protones) = Número atómico - Partículas sin carga (neutrones) aprox igual peso que los protones; Efecto estabilizador Protones + neutrones = Peso atómico Al exterior: - partículas cargadas negativamente (electrones) Determinan las propiedades químicas de los átomos Más livianos que los protones y neutrones, y no se considera su peso Las reacciones químicas implican cambios en el número y el estado energético de estos electrones

5. ISOTOPOS = # protones = número atómico ≠ # neutrones ≠ peso atómico Muchos isótopos son radiactivos, es decir el núcleo del átomo es inestable y emite energía cuando cambia a una forma más estable USOS: Determinación de la edad de fósiles y de las rocas fosilíferas Rastreadores por su emisión radiactiva Tratamiento de cáncer Bloqueos sanguíneos

6. ELECTRONES Y ENERGÍA Los e se mueven alrededor del núcleo a gran velocidad. La distancia de un electrón al núcleo es determinada por la cantidad de energía potencial del electrón Cuanto mayor es la cantidad de energía que posee el electrón, más lejano se encuentra del núcleo Un e pasa de un nivel a otro si dona o recibe energía, esa energía necesaria para el salto de un nivel a otro es el salto cuántico (quantum) En las células verdes de las plantas y algas, la energía radiante del sol promueve los electrones a un nivel energético más alto

7. La manera como reacciona químicamente un átomo depende del número y distribución de los electrones La máxima estabilidad es cuando todos sus electro- nes están en los niveles energéticos más bajos En la tabla periódica tenemos que están organizados según el número atómico, en orden creciente Gases nobles: Helio, Neón y Argón, tienden a ser no reactivos Pero, mayoría de átomos comparten sus electrones MOLÉCULA: unión de 2 o más átomos. Son bastante estables a diferencia de la mayoría de átomos

8. Las moléculas se mantienen unidas por ENLACES Hay dos tipos de enlaces: iónico y covalente además puentes de HIDRÓGENO IONICO: Ceden o atrapan electrones . Implican la atracción mutua de iones de carga opuesta. Si tenemos Na y Cl cercanos el electrón del sodio saltará al del cloro, ambos átomos tienen niveles energéticos exteriores completos y todos los electrones están en el nivel energético más bajo posible. Se unen y forman el cloruro de sodio En el proceso los átomos originales se han cargado eléctrica- mente IONES IONES con carga positiva CATIONES IONES con carga negativa ANIONES

9. Muchas sustancias ionicas se separan facilmente en el agua, produciendo iones libres: - Na y Cl: constituyen menos del 1% del peso de la mayoría de la materia viva - K: mayoría de procesos biológicos esenciales - Ca, K y Na: producción y propagación del impulso nervioso - Ca: Contracción de músculos y mantenimiento de latido cardiaco - Mg: parte de la clorofila

10. ENLACES COVALENTES: comparten electrones . Los electrones se comparten por igual Este es el enlace más fuerte por tanto posee mayor energía En estos enlaces los electrones compartidos forman un nuevo orbital ORBITAL MOLECULAR, envuelve a los núcleos de ambos átomos Cada electrón pasa parte de su tiempo alrededor de un núcleo y el resto alrededor del otro Ambos completan su nivel del energía exterior y neutralizan la carga nuclear

11. Ejm. El C con 4 electrones en su nivel exterior, puede compartir cada uno de estos electrones con otro átomo, formando enlaces covalentes hasta con cuatro átomos más frecuentes H, O y N o con C mismo

12. ENLACES DE HIDRÓGENO O PUENTES DE HIDRÓGENO Ejemplo con el agua. Cuando el hidrógeno se une mediante enlaces covalentes al oxígeno, el electrón del hidrógeno se encuentra fuertemente atraído por el oxígeno, por tanto permanece la mayor parte del tiempo a su alrededor. Así el oxigeno queda con una ligera carga electronegativa mientras que el hidrógeno adquiere una ligera carga electropositiva. Estos hidrógenos positivos son atraídos por los polos negativos de otras moléculas, formando los puentes de hidrógeno.

13. ELEMENTOS BIOLOGICAMENTE IMPORTANTES C, H, N, O, P Y S Todos estos necesitan ganar electrones para completar sus niveles de energía exteriores y por lo general forman enlaces covalentes A excepción de hidrógeno, los átomos pueden formar enlaces con dos o más átomos pudiendo formar moléculas grandes y complejas

14. NIVELES DE ORGANIZACIÓN BIOLÓGICA SUBATOMICO ATOMICO MOLECULAR CELULAR VIDA MULTICELULARIDAD TEJIDOS ORGANOS ORGANISMOS BIOSFERA

15. EL AGUA

16. Constituye del 50 al 95% del PESO de cualquier sistema vivo A permitido aparecer, sobrevivir y evolucionar

17. LA ESTRUCTURA DEL AGUA Cada uno de los átomos de hidrógeno está unido a un átomo de oxígeno por un enlace covalente. Carga neutra, tiene igual número de e y protones. Molécula polar, ya que el núcleo de oxígeno arrastra e fuera del núcleo de H PUENTE DE HIDRÓGENO, es un enlace que se da por la fuerza de atracción entre dos regiones con carga opuesta de dos moléculas de agua, tienden a mantener la estabilidad estructural. Este tipo de enlace es más débil que un enlace iónico o covalente.

18. CARACTERÍSTICAS PARTICULARES DEL AGUA, INFLUIDAS POR LOS PUENTES DE HIDRÓGENO TENSIÓN SUPERFICIAL: es una consecuencia de la cohesión o la atracción mutua de las moléculas de agua (unión de moléculas de la misma sustancia). Distinto de adhesión que es la unión de moléculas de sustancias distintas ACCIÓN CAPILAR E IMBIBICIÓN La acción capilar se basa en la cohesión y adhesión Ej. Papel hig. La Imbibición o absorción es la penetración de agua en madera, semillas

19. RESISTENCIA A LOS CAMBIOS DE TEMPERATURA Tiene un alto calor específico (la cantidad de calor que una cantidad dada de sustancia requiere para un aumento dado de temperatura) ALTO CALOR DE VAPORIZACIÓN Es el valor requerido para que un líquido cambie a gas 100°C CONGELAMIENTO En la mayoría de líquido la densidad aumenta a medida que la tempera tura cae, esto no sucede en el agua, ya que en estado sólido ocupa más volumen que en estado líquido. El hielo flota. Ver ensayo.

20. FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL AGUA Función disolvente: casi todas las reacciones biológicas se dan a cabo en soluciones acuosas. Hay soluciones hidrofílicas e hidrofóbicas. Función bioquímica: actúa como materia prima para muchas reacciones químicas dentro de los organismo Función de transporte: todas las sustancias necesarias son transportadas por la sangre, linfa, hemolinfa, sudor, etc que están compuestos de agua Función estructural: por la presión osmótica que hay en las membranas o paredes de las células y que le dan una forma Función termorreguladora: difícil de cambiar cambios de temperatura, gracias a los puentes de hidrógeno

21. CICLO DEL AGUA La energía solar calienta a las capas externas del agua El agua se evapora Por ser más liviana que la atmósfera se eleva Se condensa en las nubes y se une formando gotas más grandes Se precipitan Al caer al suelo hay dos caminos: a. superficial, aportando a ríos, lagunas y mares b. Se infiltra abasteciendo aguas subterráneas

22. PROBLEMÁTICA - Mala distribución - Escasez - Contaminación - Labores agrícolas - Evacuación sin tratamiento de las aguas servidas - Detergentes y fosfatos. Industrias. - Eutrofización - Mareas negras