CN CLASE N°3.pdf

CURSO :CIENCIAS DE LA
NATURALEZA I
CLASE 3 : ELEMENTOS
ORGANÓGENOS CHON,S,P
CHAU CHANG JUAN, FERNÁNDEZ VIVANCO JENNY,
GONZALES ALIAGA EDGAR,
PALOMINO PACHECO MIRIAM,SANTA CRUZ LÁZARO,
VASQUEZ VILLAR ANGEL DAVID

Distribución porcentual
de los elementos en el
cuerpo humano
Elementos Porcentaje de átomos
Hidrógeno
Oxígeno
Carbono
Nitrógeno
62.8
25.4
9.4
1.4
4 elementos: (CHON),
representan el 99 % del
total y 7 elementos (Na, K,
Ca, Mg, P, S, Cl),
representan el 0.9 % del
total de elementos
presentes en el cuerpo
humano.

Ciclo del Carbono
• El ciclo del carbono comprende el movimiento natural del C entre las
reservas en el sistema Tierra (litósfera, hidrósfera, biósfera, atmósfera y
rizósfera) y los flujos que se producen entre ellos.
• Las capacidades de esas reservas y las tasas de intercambio entre ellas
son extraordinariamente diversas por lo que, según la escala temporal
considerada, encontraremos diferentes “ciclos” del carbono.
• La diagénesis : es el conjunto de procesos de formación de una roca
sedimentaria a partir de sedimentos, tales como compactación,
recristalización o cementación
• El magmatismo: da origen a la composición de rocas ígneas, Si el magma
cristaliza en el interior de la tierra conforma las rocas plutónicas. Si sale a
la superficie se convierte en lava que, al enfriarse, crea rocas volcánicas
• Metamorfismo:Transformación física y química que sufre una roca en el
interior de la corteza terrestre como resultado de las variaciones de
temperatura y presión.

Meteorización; descomposición de minerales y rocas que ocurre sobre o cerca de la
superficie terrestre cuando estos materiales entran en contacto con la atmósfera, hidrosfera
y la biosfera

Ciclo del carbono a corto plazo
'
'
'

CARBONO EN LA NATURALEZA
FORMA 1018 gr
Carbonato Calcio (rocas sedimentarias en general)CaCO3 35000
Carbonato Ca/Mg (rocas sedimentarias en general) 25000
Materia Orgánica Sedimentaria (kerogeno: petróleo) 15000
Carbonato y Bicarbonatos Disueltos en océanos 42
Combustibles fósiles recuperables (Carbón y Petróleo) 4.0
Carbono Superficial (humus, caliche, etc.) 3.0
Dióxido de Carbono Atmosférico 0.72
Biósfera (animales y plantas) 0.56

Sales carbonatadas según los elementos de la tabla y su peso molecular (g/mol). Existen otros como el
carbonato amónico (NH4)2CO3 y el bicarbonato de amonio (NH4)HCO3,etc.

PROPIEDADES DEL CARBONO:TETRAVALENCIA
consiste en un reacomodo de electrones del mismo nivel de energía (orbitales)
al orbital del último nivel de energía.
El C en el estado basal o estado fundamental, que es el estado de menor energía
en el que un átomo, molécula o grupo de átomos se puede encontrar sin
absorber ni emitir energía, en pocas palabras en su estado más puro.
Un átomo en estado excitado es aquel en el cual uno de sus electrones ha sido
promocionado a un nivel energético superior.
Su configuración electrónica en su estado natural es: 1s² 2s² 2p² (estado basal).
H-C-H.
1s 2s 2px 2py 2pz Sp3 Sp3 Sp3 Sp3
Su configuración electrónica en estado excitado es:1s² 2s¹ 2px¹ 2py¹ 2pz¹.
HIBRIDIZACIÓN DEL C : Chester Pinker

– C – C – C – C – C – C
CH2
H2C CH2
C – C – C – C – C – C – C –
C
C
C
– C – C
Catenación lineal
Catenación
ramificada
Catenación cíclica
PROPIEDADES DEL CARBONO: AUTOSATURACIÓN
la capacidad que tiene un átomo de carbono para unirse, con
varios átomos de carbono, y que tiene la capacidad de
compartir uno, dos y hasta tres pares de electrones, esto le
permite formar largas cadenas de carbono y formar
macromoléculas

ENLACE DEL CARBONO EN INTERMEDIARIOS QUÍMICOS
• Las reacciones orgánicas que ocurre en más de un paso incluyen la
formación de intermediarios que resultan de la homólisis o heterólisis
de un enlace y pueden ser:
• La homólisis : “Radical Carbono”, radical libre o fase radical.
- C : Z homólisis - C . + Z.
• La heterólisis de un enlace a un átomo de C puede dar:
C+ + Z-
• C : Z C- + Z+
• El radical carbeno ( - C: - ) son intermediarios de elevada reactividad,
posee un átomo de C di coordinado, el C tiene 6 electrones y no posee
carga formal. Es inestable.

ALCANOS : Hibridación sp3
Cuatro orbitales sp³
Hibridación entre un orbital s
y un orbital p

ALQUENOS:Hibridación sp2
orbital pz no combinado
Tres orbitales sp2

ALQUINOS:Hibridación sp
Formación de orbitales híbridos sp
Orbitales en un átomo con
hibridación sp
ACETILENO O ETINO

Alótropos del carbono
Forma
cristalizada
• Grafito
• Diamante
• Fullereno
• Nanotubo
• Lonsdaleita(meteoritos)
• Grafeno
Amorfa
• Naturales:
• Turba
• Lignito
• Hulla
• Antracita
• Artificiales
• Coque
• Carbón de madera
• Carbones minerales
• Carbón activado
Alótropo: son las diferentes formas como podemos
encontrar el mismo elemento en la naturaleza.

CARBÓN ACTIVADO
• Materia orgánica
(generalmente) que ha sido
sometida a procesamiento
(activación) física (calor) y
química (deshidratación) para
aumentar su porosidad.
• Sirve como sustancia
adsorbente.
• Microporos r <2nm
• Mesoporos r 2 a 50 nm
• Macroporos r > 50nm
• Usado en medicina humana y
veterinaria, tratamiento del
agua potable y del aire.

FULLERENOS
• Curl, Kroto y Smalley descubren el buckminsterfullereno (1985). Premio
Nobel de Química en 1996
• Forma molecular C60, una nueva forma alotrópica de carbono, de estructura
semejante a un balón de fútbol.
Fulerenos (fullereno) estructura
domogeodésica de 60 carbonos.

APLICACIONES
• Imitación del diamante
• Catalizadores
• Productos cosméticos
• Los superconductores:nanotubos
• Agente abrasivo para cortar y moler aplicaciones.
• Colorantes y pigmentos
• Electrodos
• Aditivo lubricante
• Antioxidante para usos medicinales
• Los antibióticos a bacterias diana
• Contra el cáncer de algunos tipos de células
• Polímeros fotoactivos

APLICACIONES FULLERENOS
• Las moléculas de C60 pueden enjaular y transportar átomos y hasta otras
moléculas (tales como marcadores radioactivos) dentro del cuerpo humano.
• En el campo de la medicina, el buckminsterfullereno podría inhibir al virus del
SIDA.
• La molécula de C60 aparentemente sería capaz de bloquear el sitio activo de una enzima
clave para la extensión del virus conocida como proteasa VIH-1; esto impediría que el virus
se reproduzca dentro de las células del sistema inmune.
• En medicina como fijador de antibióticos espécificos en su estructura para
atacar bacterias resistentes y ciertas células cancerígenas, tales como el
melanoma.
• El desarrollo de materiales, energías y procesos no contaminantes, tratamiento
de aguas residuales, desanilización de agua, descontaminación de suelos,
tratamiento de residuos, reciclaje de sustancias, nanosensores para la
detección de sustancias químicas dañinas o gases tóxicos

NANOTUBOS
• Son tubos diminutos de láminas de átomos de C enrolladas, cuyo
diámetro puede ser de un nanómetro, o una milmillonésima de metro,
podrían servir para administrar calor terapéutico, fármacos y sensores
médicos en puntos precisos para atacar células cancerígenas
• Aplicación más útil de los fullerenos son los nanotubos (nanotecnología).
• Los nanotubos pueden dar lugar a materiales más duros que el diamante,
y a la vez, poseer carácter elástico y propiedades magnéticas y eléctricas
singulares.
Estructuras químicas tubulares
Cuyo diámetro es del orden de
un nanómetro.

APLICACIONES
• BIOLOGÍA MOLECULAR
• Transporte drogas y medicamentos
• Inmunoquímica
• Pipetas moleculares
• Sensores de ADN
• Rayos X a temperatura normal
• Tratamiento contra el cáncer
• ENERGÍA
• Almacenamiento electroquímico de
Energía
• Pilas de combustible
• ELECTRÓNICA
• Nanoelectrónica
• Pantallas planas
• Memoria mecánica.
• Sensores de gases
• Optoelectrónica
• CIENCIA DE MATERIALES
• Materiales compuestos reforzados
• Plásticos conductores
• Nuevos materiales de
carbono(estructurales y funcionales)

Músculos artificiales.
• Ofrecen una torsión hasta 1.000 veces superior
que cualquier otro material gracias a la
utilización de nanotubos de carbono,
encontrando una torsión similar a la de los
tentáculos de un pulpo o la trompa de un
elefante.
• Un cable de un cm cuadrado de sección de este
material soportaría un peso de más de mil
toneladas estando el equivalente de un cable
de acero en torno a las 10 toneladas. Además,
soportan densidades de corriente eléctrica
miles de veces más grandes que los mejores
cables de cobre.
• https://www.youtube.com/watch
?v=z7IhwN_0gVU

• La lonsdaleíta es un alótropo hexagonal de carbono encontrado en
meteoritos, así llamado en honor de Kathleen Lonsdale. Es un
«supercristal» con propiedades excepcionales que lo convierten en uno
de los materiales más duros presentes en la naturaleza. Es una forma
semejante al diamante, sin embargo hexagonal (polimorfo).
• Encontrada por primera vez en 1967 en cristales microscópicos asociados
al diamante en restos de meteorito impactado en Arizona. tiene
aplicaciones industriales y joyería.
• Péter Németh y su Academia de Ciencias de Hungría, afirma que este
mineral no sería otra cosa que una forma común de diamante con una
estructura cristalina aplastada.
.

GRAFENO :MATERIAL DEL FUTURO
Los átomos de carbono se unen en láminas
planas, capas de átomos de C dispuestas
como en un panal de abejas hexagonal
(con un átomo en cada vértice).
El grafeno es en realidad una sola de las
capas que conforman el grafito.
El grafito se forma a partir de fibras de
carbono (de aproximadamente 5 a 10
micrómetros) calentadas a más de 2500 °
C. El grafito también se produce en
industrias a partir de subproductos
(residuos de petróleo) calentados a 2800
GRAFENO
GRAFITO

USOS DEL GRAFENO
• Circuitos
• Pantallas de todo tipo y
plegables gracias a su
flexibilidad.
• Telas de alta resistencia
• Etiquetado electrónico
• Embalaje inteligente
• Informática.
• Telefonía móvil.
• Sector energético.
• Industria del blindaje.
• Industria automovilística.
Industria del motor y los combustibles.
Industria alimentaria.
Alta conductividad térmica
Destilación de etanol a temperatura ambiente para
combustible y consumo humano.
Detectores ultrasensibles de gas.
Moduladores ópticos.
Transistores de grafeno.
Circuitos integrados más rápidos y eficientes.
Electrodos transparentes.
Dispositivos electrocrómicos.
Células solares.
Desalinazación.
Aplicaciones antibacterianas.
Baterías que duran mucho y se recargan muy rápido. Han
creado una batería que dura mas de una semana y se recarga
en 15 minutos.

GRAFENOS EN ODONTOLOGIA
• Alta conductividad térmica y eléctrica. Resistencia.
• Alta flexibilidad y dureza, el grafeno es 200 veces más duro que
el acero, e incluso que el diamante.
• Es tan ligero como la fibra de carbono pero más flexible.
• Es transparente.
• Menor efecto Joule, se calienta menos al conducir los
electrones.
• Diseñar prótesis para la rehabilitación oral a través de
restauraciones implanto-soportadas. Además, absorbe y reparte
las cargas masticatorias, previene el fenómeno del bimetalismo
y es biocompatible. estructuras dentales de alta ductilidad,
https://www.youtube.com/watch?v=Rh-TmXzlF5s

MONÓXIDO DE CARBONO (CO).
• Alta producción por industrias y parque
automotor por la combustión del petróleo.
• Se conoce al exógeno más por su rol tóxico:
• Envenenamiento en casos de incendios (“muerte
dulce”)
• Tiene rol antiinflamatorio.
• El endógeno se produce mayormente por el
catabolismo del grupo hemo:
• Transducción de señales intracelulares (Sistema
nervioso central)
• Modulación de la inflamación, apoptosis y
proliferación celular.

Dióxido de Carbono (CO2)
• Molécula resonante, importante para la vida en la
tierra.
• Su elevada producción producto del trabajo del
hombre conduce a aumentar la temperatura en
el planeta.
• Hibridación sp.
• Producto del trabajo celular:
• Instrumento de la célula para:
• Activar bomba de protones a nivel
mitocondrial
• Estimular centro respiratorio
• Instrumento que participa en la regulación
del equilibrio ácido base.

BONOS DE CARBONO
• Los bonos de carbono O Créditos de C, son un mecanismo
internacional de descontaminación que busca reducir las
emisiones de gases contaminantes causantes del calentamiento
global o efecto invernadero y es uno de los tres mecanismos
propuestos en el Protocolo de Kyoto
Entre estos instrumentos están los certificados de reducciones de
emisiones (CER).
▪ los bonos de carbono puede ser vendidos a países
industrializados. Pueden ser adquiridos por individuos y empresas
interesadas en la reducción de su huella de carbono, ya sea
voluntariamente o en cumplimiento de sus compromisos de
reducción de emisiones.
Los precios del carbono difieren mucho según la localización y tipo
de proyecto; van desde cinco a 12 dólares por bono

HUELLA ECOLÓGICA
La huella ecológica es una estimación de la tasa de utilización
de los recursos naturales en función de cada estilo de vida. Es
posible definir un tipo de estilo de vida que genere una huella
ecológica sostenible, es decir, que no supere la capacidad de
carga del Planeta si generaliza a toda la humanidad. La
estimación y análisis de la huella ecológica individual y
colectiva, por lo tanto, puede ser una poderosa herramienta
para avanzar a un uso sostenible de los recursos naturales
Países mas contaminantes del
mundo
China (26,6%)
EEUU (13,1%)
UE-28 (9,2%)
India (6,8%)
Rusia (4,5%)
Japón (2,8%)
Mayor huella ecológica :Estados Unidos, Asia, Europa y
Australia. En el continente, los países con mayor huella
ecológica son Chile, Argentina y Paraguay, según los datos de
la organización Global Footprint Network (GFN), que recoge
WWF en su informe
El Protocolo de Kioto ha sido ratificado
por 166 países, entre los que no se
encuentran ni Estados Unidos ni Australia.
Además, no contempla compromisos de
reducción de gases de efecto invernadero
en grandes emisores, como China

Huella de carbono
La huella de carbono es la medida del impacto
medioambiental de un individuo, organización,
servicio o producto, teniendo en cuenta todos los
gases de efecto invernadero (GEI) que emite
LA HUELLA ECOLÓGICA: Es un indicador de
sostenibilidad a nivel internacional. ... La huella de
carbono se expresa en unidades de carbono
equivalente (CO2eq).
Es una estimación de la tasa de utilización de los recursos
naturales en función de cada estilo de vida.
España: 25.421 Hm2
México: 59.658
Colombia: 4.607
Argentina: 1.932
Guatemala: 1.238
Perú: 2.497
Total a 25 mayo de 2020: 101.623
En México, el promedio es de 4 Tn de CO2 / año/
persona y es menor que en muchos países
industrializados.
la ONU calcula que el promedio por ciudadano de
cualquier país debería ser de dos toneladasde CO2
equivalente (tCO2e), y se calcula multiplicando los
datos de las actividades (cantidad) por factores de
emisión.
En promedio, la respiración de una persona genera
aprox. 450 litros (unos 900 gramos) de dióxido de
carbono al día
Es un indicador personal de sostenibilidad que mide el
impacto que genera el ser humano como consecuencia de su
actividad diaria, según el MINAM. Entre estas acciones, se
encuentran: el uso de transporte público y privado; el uso de
aerosoles; el uso del agua.

HUELLA DE CARBONO :EMISIONES DIRECTAS
E INDIRECTAS

CHON EN EL CUERPO HUMANO
Elemento % de Átomos
HIDRÓGENO 62.8
Oxígeno 25.4
Carbono 9.4
Nitrógeno 1.4
Otros 1.0
Es un gas incoloro, insaboro e inodoro
H tiene tres estados muy distintos:H+ (un
catión), H - (un anión), H- (un estado enlazado
en enlace covalente)
HIDRÓGENO

HIDRÓGENO
• Es el elemento más abundante
del universo:>90% de átomos
de hidrógeno, (He: 8.9%, otros:
<1%)
• El 99% en peso del sol es
hidrógeno, en la Tierra es un
componente menor.
• Esta presente en el agua, 11,11
% Hidrógeno y 88.89 % Oxígeno.
• Como H+, el protón, es
extremadamente ácido fuerte
y extremadamente móvil en
medios próticos como el agua
y en interfaces agua / polímero
en biología.
Protio (H) “hidrógeno” 99.985%, 1 protón, 1 electrón
Deuterio :moderador y refrigerante en los reactores nucleares
que apelan al uranio natural como combustible; y en la
industria química para deuterar otros compuestos y en
laboratorios y centros de investigación.
Tritio : Isotopo radiactivo, combustible nuclear para la
obtención de energía mediante la fusión nuclear: Explosiones
nucleares (el hombre) y Radiaciones cósmicas (natural
T1/2 corta: 12.5 años, Pobre penetración

Hidrógeno: compuestos
▪Forma hidruros intersticiales
con Pt,Pd y Ni, donde el H es
absorbido solamente en los
intersticios del cristal metálico.
▪Los hidruros complejos de boro
sodio, aluminio y litio se usan
en síntesis química.
Hidruro de tetracarbonilcobalto

Hidruros metálicos y no metálicos
• Hidruros metálicos.
• M ( IA y IIA,a excepción del
berilio y del magnesio) +H.
• KH hidruro de potasio,
• NaH hidruro de sodio.
• Fosfina (PH3),
• Hidruro bárico (BaH2),
Bismutina (Bi2S3),
• Hidruro permangánico
(MnH7),
• Amoniaco (NH3), Arsina
(AsH3),
• Estibinita o antimonita.SbH3,
• silano SiH4
hidruros no metálicos:
Floruro de hidrógeno (HF).
Cloruro de Hidrógeno (HCl).
Sulfuro de hidrogeno (H2S),
El cianuro de hidrógeno [H-C≡N] o ácido cianhídrico
[H-C≡N], ácido prúsico, metanonitrilo o formonitrilo .
• La disolución de cianuro de hidrógeno en agua es
llamada ácido cianhídrico.
Funcionan como desecantes y reductores, y algunos se
utilizan como fuentes de hidrógeno puro.
Baterías de níquel metal hidruro que son recargables y
de uso tanto doméstico como industrial.
H no Rx fácilmente con el carbono, pero a altas temperaturas
lo puede hacer 2 H2 + C --—— CH4

Compuestos de hidrógeno
• El hidrógeno reacciona con nitrógeno a altas presiones (300 a 1000 atm), a elevadas temperaturas (400 a
600°C) y en la presencia de un catalizador para producir amoníaco(proceso Haber):
3H2 + N2 —-—— 2NH3
• ACTUA COMO AGENTE REDUCTOR :El hidrógeno tiene una atracción muy poderosa por el oxígeno y es
capaz de sustraerlo de algunos óxidos.
• CuO + H2 → Cu + H20, FeO + H2 → Fe + H20
• En el organismo se moviliza por:
• TRANSPORTE: desplazamiento del hidrógeno incorporado a moléculas, movilizándose desde un
compartimiento a otro a través de una solución.
• TRANSFERENCIA: movimiento del protón disociado de una
molécula (ácido) para ser asociado por otra (base).
• Son óptimas a través de los puentes de hidrógeno.
H2O
CO2
O2
ATP
H+
e-

ELECTRÓLISIS DEL AGUA
• El agua en condiciones atmosféricas, 1 atm y 25 ºC, no
se descompone de manera espontánea (energía libre
de Gibbs = 474,4 kJ) para formar H2(g) y O2(g).

EFECTOS DE LA EXPOSICIÓN AL HIDRÓGENO
• Peligros físicos: El gas se mezcla bien con el aire, se forman
fácilmente mezclas explosivas. El gas es más ligero que el aire.
Fuego: Extremadamente inflamable
• Inhalación: Altas concentraciones de este gas pueden causar
un ambiente deficiente de oxígeno. síntomas .-dolor de
cabeza, pitidos en los oídos, mareos, somnolencia,
inconsciencia, náuseas, vómitos y depresión de todos los
sentidos.
• La piel de una víctima puede presentar una coloración azul. No
se supone que el hidrógeno cause mutagénesis,
embriotoxicidad, teratogenicidad o toxicidad reproductiva.

Efectos
ambientales
• Estabilidad ambiental: El
hidrógeno existe naturalmente en
la atmósfera. El gas se disipará
rápidamente en áreas bien
ventiladas.
• Cualquier efecto sobre plantas o
animales será debido a los
ambientes deficientes de oxígeno.
• Efecto sobre la vida
acuática: Actualmente no se
dispone de evidencia sobre el
efecto del hidrógeno en la vida
acuática.

TRANSFERENCIAS DE PROTONES
Mal llamadas “saltos protónicos”. El
mecanismo Grotthuss consiste en
una sucesión de "saltos" de
protones a través de una red de
puentes de hidrógeno, de molécula
a molécula
Mecanismo fundamental en los
procesos que se desarrollan en medio
acuoso (biológicos). Son óptimas a
través de los puentes de hidrógeno.
mecanismo de desplazamiento de
protones. En agua líquida, la
solvatación de estos protones en
exceso se representa de dos
formas: H 9 O 4
+ ( catión Eigen ) y
H 5 O 2
+ ( catión Zundel ).
s.wikipedia.org/wiki/Ion_hidronio#/
media/Archivo:Hidronio_eigen.png

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NADH
NAD+
1/2O2
H2O ADP + Pi
ATP + H2O
ATPasa
Cadena transportadora de electrones
H+
H+
H+
H+
e-
H+
Matriz mitocondrial
Transporte de hidrógeno
en membranas celulares
tipos de transporte: el
pasivo y el activo, cuya
diferencia radica en el
uso de energía y el
gradiente de
concentración.
-Canales iónicos de
protones
H+ATPasas : Bombas de
protones, Translocantes.
Bombas de protones que
no usan ATP:
Complejos I, III, IV de la
cadena respiratoria
mitocondrial.

La moneda energética del universo y de la
vida es el protón
• Fotosíntesis
• Generación de ATP
• Generación de calor (grasa parda/termogenina)
• Generación de luz (paneles solares, luciernagas)
• Generación de corriente eléctrica (anguilas) El sistema nervioso es el
encargado de mandar un aviso a las células que producen el impulso
eléctrico. Esta especie de pez puede emitir descargas de hasta 850
voltios y usa su electricidad tanto para atacar a sus presas,
defenderse o comunicarse con otras anguilas.
• Energía protónica del agua.
• Apertura de canales de sodio.

canales iónicos ASIC
(acid sensing ion channels)
• Recientemente, se ha clonado una nueva familia de receptores de protones
conocida como ASIC. Éstos son canales iónicos que se encuentran inactivos al pH
fisiológico (7,4) y se activan cuando el pH desciende, son permeables al ión de
sodio y en menor medida al de calcio, y al activarse incrementan la excitabilidad
de la célula que los expresa. Se encuentran distribuidos ampliamente en el
sistema nervioso central y periférico, así como en epitelios especializados. En los
últimos años su estudio se ha intensificado debido a su papel en la
nocicepción,(proceso neuronal mediante el cual se codifican y procesan los
estímulos potencialmente dañinos contra los tejido), en la percepción gustativa,
en la potenciación de larga duración y en la fisiopatología de la isquemia
cerebral,transmisión sináptica, procesos de memoria y aprendizaje.
• El plomo inhibe la corriente activada por protones (ASIC) en las neuronas de los
ganglios dorsales

El mayor lago de
agua dulce del
mundo con una
superficie de
82.414 kilómetros
cuadrados
Entre Canadá y
Estados Unidos, en
la zona de los
Grandes Lagos
Lago Karachai: el lago
más contaminado del
mundo. Mayak, una
central nuclear ubicada
entre dos ciudades, a 150
kilómetros de la ciudad
de Cheliábinsk, en Rusia.
Con 31 494 km² de superficie, 636 km de
largo, 80 km de ancho y 1680 m de
profundidad (reconocidos hasta el momento),
el lago Baikal es el mayor de los lagos de agua
dulce de Asia y el más profundo del mundo.
Contiene 23 600 km³ de agua, equivalente al
20 % del agua dulce no congelada de todo el
planeta

ORIGEN DEL ÁTOMO DE OXÍGENO
• En el universo primigenio se originó
de la fusión nuclear de carbono con
helio.
• Carl Wilhelm Scheele descubrió
el oxígeno de forma independiente
en Upsala en 1773, Joseph
Priestley, en Wiltshire en 1774,
pero el honor suele adjudicársele a
Priestley debido a que publicó su
trabajo antes.
30/05/2022

PROPIEDADES DEL OXÍGENO.
• Electronegatividad : 3,5. Su Distribución electrónica, explica su capacidad oxidante:
• El oxígeno fue elegido por la vida por su capacidad oxidante
• OXIDACIÓN: Ganancia de Oxígeno, Pérdida de electrones, Sustracción de Hidrógenos .
• REDUCCION: ganancia de electrones, también de hidrogeno
1s2 2s2 2p4
1s 2s 2p
1s 2s 2px 2py 2pz
.

Lavoisier
O2
Respiración
Oxidación Combustión
La respiración, la combustión y la
oxidación son procesos oxidativos
El oxígeno puro puede producir una acumulación de líquido
en los pulmones, colapso de los alveolos pulmonares,
convulsiones e incluso, si se trata de bebés prematuros,
ceguera.

Hace unos 3700 millones de años, cuando en los océanos ya existían millones de células
vivas, aparecieron los estromatolitos y entre 2500 y 1000 millones de años atrás,
los arrecifes producían en forma masiva O2 , causando la primera extinción en masa del
planeta y provocando un cambio drástico en la atmósfera terrestre, que perdura hasta
nuestros días.Burbujas de gas atrapadas hace unos 1.600 millones de años en un
estromatolito fósil formado por tapetes microbianos de cianobacterias.
Actualmente, solo se forman en costa oeste de
Australia ,en la Laguna Alchichica Puebla (México),
Lagoa Salgada, Río de Janeiro (Brasil), Salar de
Llamara, en laguna amarga en Chile,en San Juan de
Marcona, Perú, 1986, según reporte del Instituto
Geológico Minero y Metalúrgico peruano. en la zona
de la Puna Salteña, Argentina, estos se forman en
ambientes con alta radiación ultravioleta, muy salino
y con altos niveles de arsénico
OXÍGENO
Cada “burbuja” mide entre 150-200 micras.
La nebulosa Ojo de Gato
tiene regiones ricas en
oxígeno ionizado, mostrado
de color verde en la imagen

La Gran oxidación (Período sidérico, 2,400 m.a.)
La Gran Oxidación (GOE, Catástrofe de Oxígeno,
Crisis de Oxígeno, Holocausto de Oxígeno o
Revolución de Oxígeno) fue un cambio
medioambiental muy importante donde el O2 en la
atmósfera de la Tierra dado en atm de presión:
• Etapa 1 (3850-2450 millones de años): no se
acumula dioxígeno.
• Etapa 2 (2450-1850 m. a.): el dioxígeno es
absorbido por los océanos y fondos marinos.
• Etapa 3 (1850-850 m. a): el dioxígeno sale del
océano y es absorbido por la superficie terrestre
y en la formación de la capa de ozono.
• Etapas 4 (850-540 m. a.)
• Etapa 5 (540 hasta la actualidad): los sumideros
se saturan y el di oxígeno se acumula en la
atmósfera.

Cianobacterias: Responsables de la
acumulación de oxígeno en la atmósfera
terrestre. Desarrollan la Fotosíntesis
oxigénica,La cual necesita un reductor
(fuente de electrones), que en este caso
es el agua (H2O). Al tomar el H del agua se
libera O2 ;desarrollaron la capacidad de
convertir el agua, Dióxido de carbono y la
luz solar, en Oxígeno y azúcar.
Ellas aún están presentes hoy en forma de
algas verdiazules y en los cloroplastos de
todas las plantas verdes
https://hipertextual.com/2016/09/la-gran-oxidacion

Composición del
universo
Composición de la
corteza terrestre
Composición del
agua de mar
Composición del
cuerpo humano
H 91
He 9.1
O 0.057
N 0.042
C 0.021
Si 0.003
Ne 0.003
Mg 0.002
Fe 0.002
S 0.001
O 47
Si 28
Al 7.9
Fe 4.5
Ca 3.5
Na 2.5
K 2.5
Mg 2.2
Ti 0.46
H 0.22
C 0.19
H 66
O 33
Cl 0.33
Na 0.28
Mg 0.033
S 0.017
Ca 0.006
K 0.006
C 0.0014
Br 0.0005
H 63
O 25.2
C 9.5
N 1.4
Ca 0.31
P 0.22
Cl 0.03
K 0.06
S 0.05
Na 0.03
Mg 0.01
Todos los demás, menos de 0,1
30/05/2022
Abundancia relativa de los elementos en por ciento total de átomos

O2
Mayor parte de la
masa terrestre es agua
PECES :El aire que está disuelto en el agua usan los peces para
respirar( La solubilidad del aire en el agua cambia dependiendo
de la temperatura o la profundidad,etc 6,4 y 12,8 miligramos
de oxígeno por litro de agua.); sus branquias no separan los
átomos de oxígeno de los de hidrógeno del H2O, sino que
filtran las moléculas de oxígeno sueltas que están disueltas
entre las moléculas de agua.
PROMESA DE TRITON: nos permitiría
respirar bajo el agua como lo hacen los
peces. (Branquias artificiales)
El ser humano medio inhala 500 mL de aire
cada vez que inspira. Un 21% de ese
volumen de aire, o unos 100 mL es
oxígeno. La concentración de O2en el aire
exhalado es del 16%, de manera que
nuestros pulmones sólo absorben
alrededor de un 20% del 21% de O2 que
contiene el aire, cada vez que respiramos
proporcionamos a nuestro organismo unos
25 mL de oxígeno, que equivale a unos 35
mg de oxígeno. Como el ser humano
medio respira 15 veces por minuto en
reposo, eso significa que necesitamos,
como mínimo, alrededor de 525
miligramos de oxígeno por minuto para
mantener nuestro cuerpo oxigenado.

FORMAS DE OBTENCIÓN Y USO DEL OXÍGENO
• FOTODISOCIACIÓN
• 2H2O-----uv----> 2H2 + O2
• FOTOLISIS: energía radiante
• O2 -----uv-----> O + O
• O + O2 -------> O3
• FOTOSÍNTESIS
nCO2 + nH2O ----luz---->(C6H12O6)n + nO2
RESPIRACIÓN AERÓBICA
C6H12O6 + 6O2 -------> 6CO2 + 6H2O + energía
COMBUSTIÓN
C3H8 +5 O2 ---------> 3CO2 + 4H2O + energía
Respiración :Proceso químico celular que
ocurre a nivel mitocondrial para la
obtención de energía para trabajo celular
Ventilación : Proceso físico biológico de
intercambio de gases

La fotosíntesis y la respiración celular son
reacciones complementarias
• Estas reacciones son expresión de
un proceso simbiótico. El cese de
una lleva al cese de la otra.
• La fotosíntesis tiene que ver con la
forma cómo las plantas
transforman la energía solar en
energía química liberando al mismo
tiempo oxígeno y agua y
almacenando la energía bajo la
forma de carbohidratos.
La respiración se refiere al proceso
mediante el cual las plantas toman
oxígeno y desprenden dióxido de
carbono.

Algunos usos del oxígeno.
• El oxígeno es un fármaco. es decir una sustancia medicinal
utilizada para el tratamiento de las enfermedades. es necesaria
además para la producción energía y la supervivencia de todas las
células aerobias, al igual que todos los fármacos cuando es mal
empleado puede constituir un veneno, a concentraciones
suficientemente altas , el oxígeno inactivará prácticamente todos
los sistemas enzimáticos o matará cualquier animal de
experimentación
• El uso del oxígeno como medicamento y con un grado de
pureza igual o superior al 99,5 % es utilizado en entornos
sanitarios para el tratamiento de hipoxia, en anestesia y
reanimación, nebulización de medicamentos y cefaleas en
racimo o tipo cluster.
• Oxigenoterapia: para evitar la hipoxia tisular puede generar
daños muy serios su uso indebido.Aerosolterapia.
• Ozonoterapia: tratamiento médico alternativo.
• Combustión: en sopletes de soldadura y corte.
• Agente oxidante en misiles y cohetes.

PRECAUCIONES PARA SU USO
• El oxígeno no debe usarse en presencia de materiales inflamables: aceites, lubricantes, tejidos,
madera, papel, materiales plásticos.
• Si se aplica oxígeno a presión elevada (oxigenoterapia hiperbárica) puede haber lesiones
producidas por la elevada presión en las cavidades del cuerpo que contienen aire y que están en
comunicación con el exterior. Para evitar riesgos la compresión y la descompresión deben ser
lentas .
• Uso en enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC)
• Alteración pulmonar provocada por la pérdida de elasticidad del tejido pulmonar acompañada de
dificultad respiratoria grave (enfisema pulmonar)
• Infecciones del tracto respiratorio superior
• Cirugía del oído medio reciente
• Cirugía torácica, en cualquier momento de la vida del paciente
• Fiebre alta descontrolada
• Epilepsia grave
• Miedo a los espacios cerrados (claustrofobia)
• si ha sufrido un colapso pulmonar con anterioridad: una acumulación de aire o de gas en la
cavidad torácica entre las dos membranas pulmonares (neumotórax)

PRECAUCIONES PARA SU USO
• En recién nacidos, especialmente si son prematuros, puede haber daño ocular (fibroplasia retrolental) con
determinadas concentraciones de oxígeno.
• La toxicidad del oxígeno puede verse aumentada si se usa al mismo tiempo que otros medicamentos que
también pueden tener efecto sobre los pulmones: corticosteroides, algunos medicamentos para el cáncer
(bleomicina), simpaticomiméticos.
• También puede ocurrir en el tratamiento de una intoxicación por paraquat, al utilizar rayos X, o en casos de
hipertiroidismo o carencia de vitaminas C y E o de deficiencia de glutation.
• El oxígeno también puede agravar las depresiones respiratorias inducidas por el alcohol ,existen informes de
interacción con amiodarona. La recaída de daños pulmonares inducida por bleomicina o actinomicina puede
resultar fatal.
• Entre los medicamentos de los que se sabe que producen efectos adversos se encuentran: adriamicina,
menadión, promazina, cloropromazina, thioridazina y cloroquina. Los efectos serán particularmente
pronunciados en los tejidos con elevados niveles de oxígeno, especialmente los pulmones.
• Durante el embarazo, se permite el uso de oxígeno a presión normal (oxigenoterapia normobárica) en bajas
concentraciones.
•

OXÍGENO: OXIDANTE BIOLÓGICO
C.Ac.Cítrico:Cada molécula de glucosa produce
(vía glucólisis) dos moléculas de piruvato, que a
su vez producen dos acetil-COA, por lo que por
cada molécula de glucosa en el ciclo de Krebs se
produce: 4CO2, 2 GTP, 6 NADH + 6H +, 2 FADH2;
total 24 ATP.
La glucólisis produce dos moléculas de ATP
directamente y dos moléculas de NADH. La
conversión de ácido pirúvico en acetil CoA, que
ocurre dentro de la mitocondria, produce dos
moléculas de NADH por cada molécula de
glucosa y rinde, de esta forma, seis moléculas de
ATP.
LA RESPIRACIÓN CELULAR AERÓBICA es el
conjunto de reacciones en las cuales el ácido
pirúvico producido por la glucólisis se transforma
en CO2 y H2O, y en el proceso, se producen 36
moléculas de ATP

MECANISMOS DE OXIDACIÓN BIOLÓGICA
• ADICIÓN DE ÁTOMOS DEL OXÍGENO MOLECULAR
CH3 – CH2OH + O2 CH3 - CHO + O2 -----> CH3 - COOH
Etanol Etanal Ac. Etanoico
• SUSTRACCIÓN DE HIDRÓGENOS
CH3 – CH2 - COOH -----> CH3 -CO- COOH + 2H
• AUMENTO DE VALENCIA DE UN METAL (SUSTRACCIÓN DE ELECTRONES)
Fe++ ------> Fe+++ + 1e-
30/05/2022

“ FREE RADICALS”
Ganancia de 1 electrón: anión superóxido:
O2 + e- O2.-
TRIPLET: OXÍGENO MOLECULAR 3O2
SINGLET: 1 σ 1O2 , siglett sigma,1 Δ 1O2
singlett delta.
ANIÓN SUPERÓXIDO: O2
.-
HIDROXIPEROXI: (O2H•)
PERÓXIDO DE HIDRÓGENO: (H2O2)
RADICAL HIDROXILO: OH.

O2 : 16 electrones ,si lo separamos por cada átomoy luego
hibridizamos, tenemos
1s² 2s² 2px 2py 2pz
OA
1s² 2s² 2px 2py 2pz
OB

MOLÉCULA DE O2
O= 1s2 2s2 2p4
Orden de enlace=
(8-4)/2= 2
*
O O
O=O
Z=8
https://www.youtube.com/watch?v=EmbGdEZJ5ZE

TODOS LOS ASPECTOS DE LA VIDA AERÓBICA INVOLUCRAN FREE Radicals ROS Y ANTIOXIDANTES, NO
SE PUEDE ESCAPAR A ELLO .los principales formas reactivas del oxígeno son:

• El menos reactivo es en forma de triplet (oxígeno molecular).
• El más reactivo es el radical hidroxilo.
• Tiene un radio de acción de 30 Amstrongs, su generación en
citoplasma podría afectar ácidos nucleicos.
• Se ha medido una concentración del mismo en plasma en
sujetos sanos.
• El peróxido de hidrógeno no es propiamente un FR, pero se le
considera dentro del grupo por ser la fuente del mas reactivo de
todos.
• El control en el organismo de los FR del oxígeno está dado por
enzimas, como :
• Superoxidodismutasa (SOD): Cu – Zn a nivel extracelular, Mn
a nivel mitocondrial, Fe en bacterias. Ceruloplasmina: proteína
con Cu en su estructura.
• La ingesta de leche de vaca en niños menores de un año es la causa
más frecuente de anemia a esa edad, se genera O2
- que da respuesta
inflamatoria en la mucosa intestinal

CONDICIONES CLÍNICAS EN LAS QUE ESTÁN
COMPROMETIDOS LOS FREE RADICALS.
• Compromiso multiorgánico: glomérulonefritis, vasculitis, estados de isquemia
reperfusión, reacciones inducidas por drogas y toxinas, intoxicaciones (pb), desnutrición
alcoholismo, radiación , envejecimiento, cáncer, e. amiloide.
• Compromiso de un sistema u órgano: eritrocitos (malaria, fanconi, etc), pulmones
(tabaquismo, enfisema, hiperoxia, displasia broncopulmonar, síndrome de distrés
respiratorio agudo (SDRA) pneumoconiosis), cardiovascular (cardiomiopatías,
ateroesclerosis,..), riñon (nefrotoxicidad, s. nefrótico), digestivo (hepatopatías,
pancreatitis..), articulaciones (ar), cerebro (neurotoxinas, demencia senil, parkinson,
encefalopatías...etc), ojos (cataratas, retinopatías, hemorragia ocular), piel (radiación
solar, dermatitis,...etc).
30/05/2022

FREE RADICALS EN PROCESOS BIOLÓGICOS
• Respiración celular: ocurre a nivel mitocondrial con generación de FR
como un proceso fisiológico normal.
• Se han descrito canales de superóxido en la membrana del glóbulo
rojo, lo que hace suponer que el oxígeno ingresa como FR.
• Oxidación peroximal de los ácidos grasos.
• Metabolismo de productos xenobióticos por enzimas microsomales
P450.
• En la defensa del organismo a través de macrófagos y leucocitos
polimorfonucleares.

MOLÉCULA DE NO
(Monóxido de nitrógeno)
O: [He] 2s2 2p4
N: [He] 2s2 2p3
ORBITALES ENLAZANTES: σ2s, σ2px, π2py, π2pz
ORBITALES ANTIENLAZANTES: σ2s*, π2py*
ORDEN DE ENLACE:
(8 - 3) / 2 = 2,5

Óxido nítrico (NO )
• EDRF (endothelium derived relaxing factor)
• Roles:
• Vasodilatador
• Neurotransmisor
• Previene la agregación plaquetaria
• Importante en la acción macrofágica
• Tiempo de vida media: 3 a 5 segundos
• Sustrato: aminoácido arginina.
30/05/2022
El óxido de nitrógeno (II), monóxido de nitrógeno. Es un gas incoloro y soluble en agua, presente en
pequeñas cantidades en los mamíferos,en el aire, es producido en automóviles y plantas de energía

30/05/2022
Media acción del
Macrófago tumoricida
y bactericida
Previene la agregación
plaquetaria
NH2
C=NH2
+
NH
CH2
CH2
CH2
CNH3
+
COO
H
NADPH
+ H+
NADP+
O2
NO
Relaja el músculo liso
NH2
C=O
NH
CH2
CH2
CH2
CNH3
COO-
+
L-arginina L-citrulina
Neurotransmisor
cerebral
.

Antioxidantes
• Naturales:
• Enzimáticos:
• Superóxido-dismutasa (SOD)
• Catalasa
• Glutation peroxidasa
• Otros:
• Vitaminas: E, C
• Taurina, Bilirrubina, etc
• Artificiales
• Enzimas artificiales
• Vitaminas artificiales
• Fármacos (heparina, dipiridamol, manitol...)
• Actividades antioxidantes:
• Ejercicios no competitivos.
30/05/2022
El pteroestilbeno es un estilbenoide
químicamente relacionado con el
resveratrol que se encuentra en los
arándanos y uvas. Pertenece al grupo de
las fitoalexinas, sustancias producidas por
las plantas para combatir las infecciones
Uvas, el vino tinto, las moras y el Pterocarpus marsupium

Alimento Molécula antioxidante
Ajo Allicina
Fresa, cereza, frambuesa, uva, kiwi, arándano, bayas Ácido elágico
Uva, cerezas, kiwi Antociano
Pimiento, ají, chile, cayena Capsicina
Zanahoria, tomate, naranja, papaya, lechuga, espinaca Carotenoides
Té verde, cacao Catequinas
Germen de trigo, levadura cerveza, cangrejo, pepas
calabaza o girasol, ostras, carne, legumbres, frutos secos,
cereales, cacao
Zn, Cu, S, Se, Mn (unidos a
una proteína)
Ajo, cebolla, pueno, cebolletas, Compuestos sulfurados
Carne, vísceras, pescado, sardina, cacao Coenzima Q
30/05/2022

Cítricos Esperidina
Col, brocolí, calabaza, mostaza, nabo, berro Isotiocianatos
Soya y derivados, té verde, lenteja, maní, frijol, garbanzo Isoflavonas
Tomate Licopeno
Uva, cebolla, brocolí, toronja, manzana, cereza, té
verde, vino tinto
Quercetina
Uva, vino tinto, lentejas Taninos
Maíz, espinaca, calabaza Zeaxantina
Camu-camu, kiwi, piña, tomate, aguaymanto, otros
cítricos, alfalfa germinada, pimiento, espinaca
Vitamina C
30/05/2022

OZONO :O3
• Otra forma del oxígeno (alótropo) , el Ozono (O3),
ayuda a proteger la biósfera de la radiación
ultravioleta a gran altitud, en la capa de ozono, pero
es contaminante cerca de la superficie, donde es un
subproducto del ”smog”. Es un gas con una gran
poder oxidativo, lo que lo convierte en un agente
con una enorme capacidad para la eliminación de
microbios y microorganismos patógenos como virus,
bacterias, esporas y hongos.
Cloro y el bromo CFCs, los halones
(extinguidor de incendios:Bromo, Flúor y
Carbono), el tetracloruro de carbono o el
bromuro de metilo emitidos a la
atmósfera.
El poder destructivo de una tonelada de
CFC-11 equivale al de cerca de 5.000
toneladas de CO2.

• Desinfección de suelos y sus
ventajas con ozono
• Lavado de vegetales
• Desinfección de agua para riego
• Invernaderos más sanos
• Agua libre de patógenos para
hidroponia
• Lavado de instalaciones,
maquinaria y materiales
• Cámaras frías
➢ Acuicultura
➢ Pescados y mariscos
➢ Hielo ozonizado
➢ Granjas porcícolas
➢ Graneros
➢ Granjas de pollos
➢ Incubadoras de huevo
➢ Ambiente para maduración de
quesos
➢ Pasteurización de leche con ozono
➢ Industria de lácteos y ozono
➢ LICORES: Tequila, vinos
➢ Embotelladoras de agua y bebidas
PARA QUE SIRVE EL OZONO?

AZUFRE
Los isótopos estables conocidos y % de
abundancia en el azufre natural son éstos:
32S (95.1%);
33S (0.74%);
34S (4.2%) y
36S (0.016%).
La proporción del azufre en la corteza terrestre
es de 0.03-0.1%.

Azufre:
Sustituto del Oxígeno en la vida procariota

30/05/2022
SO2 atmosférico
Animales
Plantas Bacterias
Magmas
SO4 H2S
S
Combustión
Minería
Meteorización
Volcanismo
Industria
Erosión
Sulfuros:
metálicos
carbones
Depósitos
Sedimentarios
Evaporación
Azufre orgánico
reducido
Utilización Descomposición
Desulfovibrio
Oxidación
Quimio/foto
Oxidación
sulfobacterias
H2O H2SO4
lluvia ácida

Enlaces disulfuro
Es un enlace
covalente fuerte
entre grupos tiol (-SH) de
dos cisteínas.
El grupo sulfhidrilo (-SH)
de la cisteína es muy
reactivo.
Este enlace es muy
importante en la
estructura, plegamiento
y función de
las proteínas.

Alimentos ricos en S
• Carnes, el pescado, los huevos (yema) , los lácteos
• Frutas : ciruela, mango, manzana,pepino.
• Hortalizas: ajo, cebolla, mostaza, espinaca, espárrago.
• Legumbres: col, zanahoria.
• Se utiliza para tratamiento de Enfermedades como Acné, Psoriasis,
dermatitis, alopecia, alergias,diabetes,fibromalgia,enfermedades
reumáticas, autoinmunes, depresión, congestión hepática, alto
colesterol.

NITRÓGENO
❖Los suelos pobres en azufre
tienen un pobre fijación de N
atmosférico, por lo tanto pobre
síntesis proteica y afecta a las
plantas:
❖Crecimiento lento.
❖Debilidad estructural de las
plantas.
❖Formación incompleta de frutos.
❖Tallos cortos.
❖La combustión del petróleo
crudo y del carbón por parte de la
mano del hombre da como
resultado el SO2, compuesto
importante en la lluvia ácida.
De las palabras griegas "nitron" ("nitrato") y "geno” ("generador").
Significando "formador de nitratos". Nitrum (latín),Nitro, νίτρον (griego).
En 1772, Daniel Rutherford descubrió el nitrógeno luego fue
reconocido como gas elemental en 1776 por el Químico francés
Antoine Laurent Lavoisier quien lo denominó ázoe (sin
vida),aún en Francia se llama azote. El francés Jean Chaptal, en
1790, propuso el de nitrógeno, debido a la presencia de este
elemento en el nitro (salitre, KNO3).
Se obtiene de la atmósfera (su fuente inagotable) por licuación
y destilación fracccionada. Es un gas muy abundante en la
corteza terrestre y constituye las 4/5 partes del aire
atmosférico en su forma molecular N2.
Está presente, en todos los seres vivos. Es inerte, incoloro,
inodoro e insípido y se licua a muy baja temperatura.
Se usa como refrigerante, en la fabricación de amoniaco, ácido
nítrico y sus derivados. También en explosivos y fertilizantes.

Composición del
universo
Composición de la
corteza terrestre
Composición del
agua de mar
Composición del
cuerpo humano
H 91
He 9.1
O 0.057
N 0.042
C 0.021
Si 0.003
Ne 0.003
Mg 0.002
Fe 0.002
S 0.001
O 47
Si 28
Al 7.9
Fe 4.5
Ca 3.5
Na 2.5
K 2.5
Mg 2.2
Ti 0.46
H 0.22
C 0.19
H 66
O 33
Cl 0.33
Na 0.28
Mg 0.033
S 0.017
Ca 0.006
K 0.006
C 0.0014
Br 0.0005
H 63
O 25.2
C 9.5
N 1.4
Ca 0.31
P 0.22
Cl 0.03
K 0.06
S 0.05
Na 0.03
Mg 0.01
Todos los demás, menos de 0,1
Distribución en el universo, planeta, organismo.

CICLO BIOGEOQUIMICO DEL NITROGENO

Nombre, símbolo,
número
Nitrógeno, N, 7
Serie química No metales
Grupo, periodo,
bloque
15, 2, p
Masa atómica 14.0067u
Configuración
electrónica
1s2 2s2 2p3
Electrones por nivel 2, 5
Electronegatividad 3,04 (Pauling)
Radio atómico 56pm
Radio covalente 75pm
Estados de oxidación ±3,5,4,2,1 (ácido
fuerte)
Punto de fusión 63,14 K (-210 °C)
Punto de ebullición 77,35 K (-196 °C)
N14: 99.634 % estable con 7 neutrones.
N15 : 0,366% estable con 8 neutrones.
ISÓTOPOS RADIACTIVOS: 12N, 13N, 16N y 17N y otros
producidos por reacciones nucleares, inestables de corta
duración (segundos a nueve minutos de duración)
Isótopos

CONCLUSIONES
• Las bacterias juegan un papel fundamental en el cicl
del nitrógeno.
• El nitrógeno es esencial porque forma parte de los
aminoácidos y los ácidos nucleicos.

Ciclo del nitrógeno
N2
1. Fijación
2. Nitrificación
(mineralización)
3. Asimilación 4. Amonificación
5. Inmovilización
6. Desnitrificación

30/05/2022
Ciclo del nitrógeno

• FIJACION BIOLOGICA:Proceso que incorpora el N atmosférico a las plantas con participación de
bacterias y cianobacterias del suelo y en ambientes acuáticos. El N gaseoso se convierte en amoniaco
(NH3) o nitratos (NO3
-),usando la enzima nitrogenasa para su descomposición ( solo actúa en ausencia
de O2 ).Las bacterias viven en las raíces de las plantas. La cantidad de nitrógeno fijado por las
bacterias: 200 millones de toneladas anuales
• FIJACION AMBIENTAL: N2 → NOX. NOX + O3 + H2O. → HNO3 + NO-
3
• FIJACION INDUSTRIAL: Proceso de Haber – Bosch: 3H2 + N2 → 2NH3
• Fabricación de fertilizantes
1.
FIJACION
• Cianobacterias fotosintéticas
• Rhizobium (simbionte en
leguminosas)
• Azotobacter (bacteria de vida
libre en ecosistema terrestre)

2.
NITRIFICACION ▪ Se realiza en dos pasos por diferentes
bacterias:
▪ Las bacterias del suelo Nitrosomonas y
Nitrococcus convierten el amonio en nitrito
(NO2
-),
▪ Otra bacteria del suelo, Nitrobacter, oxida el
nitrito en nitrato.
▪ La nitrificación les entrega energía a las
bacterias
▪ Las plantas por sus raíces solo absorben el N2 en 2 formas, el nitrato
(NO3
-) y el amonio (NH4
+),este amonio es convertido a nitrato
gracias a los microorganismos por medio de la nitrificación.
▪ La modificación de NH4
+ a NO3
- depende de la temperatura del
suelo.
▪ La conversión se da más rápida cuando la temperatura es >10° C y
el pH está entre los 5.5 - 6.5; el proceso se completa entre 2 a 4
semanas.

2.
NITRIFICACION
NITROSACIÓN NITRATACIÓN

3.
ASIMILACION
▪ Las plantas absorben a través de sus
raíces, nitrato (NO3
-) o amonio (NH4+),
productos del proceso de fijación o
nitrificación.
▪ Luego, estas moléculas son
incorporadas tanto a las proteínas,
como a los ácidos nucleicos de las
plantas.
▪ Cuando los animales consumen los
tejidos de las plantas, también asimilan
nitrógeno y lo convierten en
compuestos animales

4.
AMONIFICACION En este nuevo proceso, las bacterias fijadoras llevan a cabo la
digestión enzimática, el NH3 se degrada a compuestos aminados
(proteosas, peptonas y en aminoácidos). Es por esta razón que el
proceso se llama aminificación o amonización.(Clostridium
Acetobacter)
Los desechos: orina (úrea), los de las aves (ácido úrico), así como de los organismos muertos, son descompuestos
por bacterias del suelo y del agua, liberando el N al medio, bajo la forma de amonio (NH3).

6.
DESNITRIFICACION Ocurre porque en condiciones de mucha
humedad en el suelo, la falta de O2 obliga a
ciertos microorganismos a emplear nitrato
en vez de oxígeno en su respiración.

6.
DESNITRIFICACION
Proceso muy beneficioso en el tratamiento anaerobio de aguas residuales.
Reducción de los nitratos (NO3-) a nitrógeno
gaseoso (N2), y amonio (NH4+) a amoniaco (NH3).
La realizan bacterias desnitrificadoras que revierten
la acción de las fijadoras de nitrógeno, regresando
el nitrógeno a la atmósfera en forma gaseosa.

EFECTOS DEL NITROGENO SOBRE LA
SALUD
Como nitrito en el organismo
puede combinarse con la
hemoglobina impidiendo el
transporte de O2.
El nitrato afecta el
funcionamiento de la glándula
tiroidea y afecta el
almacenamiento de la
vitamina A.
Los nitritos y nitratos puede
producir nitrosaminas,
compuestos considerados
cancerígenos.
Indicadores de ITU (Infección
del tracto urinario)en el
examen de orina.
Los altos niveles de nitrógeno atmosférico, se asocian con la
producción de lluvia ácida (en forma de ácido nítrico) y contribuyen
al efecto invernadero, en forma de óxido nitroso.

Desde un punto de
vista metabólico,
el óxido de
nitrógeno (NO) es
mucho más
importante que el
nitrógeno.
• En 1987, Salvador Moncada descubrió que éste era
un mensajero vital del cuerpo para la relajación de los
músculos, y hoy sabemos que está involucrado en el
sistema cardiovascular, el sistema inmunitario, el
sistema nervioso central y el sistema nervioso
periférico. La enzima que produce el óxido nítrico, la
óxido-nítrico sintasa, es abundante en el cerebro.
• Aunque el óxido nítrico tiene una vida relativamente
corta, se puede difundir a través de las membranas
para llevar a cabo sus funciones. En 1991, un equipo
encabezado por K.–E.Anderson del hospital
universitario de Lund, Suecia, demostró que el óxido
nítrico activa la erección por medio de la relajación
del músculo que controla el flujo de sangre en el
pene. La droga Viagra trabaja liberando óxido nítrico
para producir el mismo efecto.
Read more: https://www.lenntech.es/periodica/elementos/n.htm#ixzz5lUx6W25F

Proteínas, ácidos
nucleicos,vitaminas y
coenzimas, por su alto
grado de actividad
biológica como
medicamentos
Derivados funcionales
de los ácidos
carboxílicos en los que
se ha sustituido el grupo
OH.
Compuestos que
contienen al grupo
ciano, gran utilidad en la
industria y laboratorio

ALGUNAS AMINAS BIOLOGICAMENTE ACTIVAS

Enlace
amida
• Enlace que se forma por la
interacción del nitrógeno de
un aminoácido con el carbono
de otro aminoácido.
• Participan los electrones del H
y O correspondientes: Planar;
Un enlace con características
de doble enlace; Resistente a
la ruptura.
UREA NICOTINAMIDA AMOXICILINA

ALGUNOS NITRILOS
• Se utiliza en la producción de colorantes.Sirve para la producción de
guantes de latex, para la industria química y farmacéutica.Se utiliza
para la producción de esmaltes y pinturas. Productos de limpieza para
uso industrial.

IMPORTANCIA
• Creación de atmósferas protectoras
y como gas criogénico para obtener
temperaturas del orden de 78K a
bajo costo.
• Inflado de neumáticos ecológicos
(no se dilata con la fricción o el
movimiento evitando mayor presión
en el neumático y por tanto fugas,
menor esfuerzo del motor, menor
consumo de combustible, menor
desgaste del neumático y los
frenos). Disminuye las emisiones de
CO2
• En los extinguidores
• Ácido nítrico, para obtención de
pólvora a partir del nitrato de
potasio o fertilizantes a partir del
nitrato de amonio.
• Obtención de compuestos
orgánicos explosivos de uso
comercial o médico:
nitroglicerina, trinitrotolueno,
hidracina, NO

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