Biología 2º de bachillerato

Composición química de los seres vivos

Compuestos Inorgánicos

1.4.1 - Agua Compuesto esencial para los seres vivos Las células viven en agua. La tienen tanto en el interior como en el exterior. Entre un 60 y 95% en peso de los organismos vivos es agua. Entre el 80 y 95% en células y tejidos activos Menor % tejidos no activos: Esqueletos animales y plantas Bajo % en formas de resistencia: Semillas, espora, virones de virus. El agua es abundante en la superficie terrestre aunque muy variable en diferentes zonas Características químicas - Molécula polar por la diferente electronegatividad de H y O - Enlaces en ángulo de 104º - Escaso grado de ionización [H+]=[OH-]=10E-7 M Cada molécula de agua puede establecer cuatro puentes de hidrógeno El número de puentes disminuye con la temperatura A temperatura ambiente unas 6 a 10 moléculas unidas. Estos enlaces duran fracciones de milisegundo pero se vuelven a formar otros nuevos La polaridad y la estructura reticular de los puentes de H dan sus propiedades características anómalas Propiedades Gran fuerza de cohesión entre moléculas Líquida a temperatura ambiente. Puntos de fusión y ebullición altos. Alto calor de vaporización (paso de líquido a gas) 540 cal/g Alto calor específico . 1cal/ºC aprox Escasa compresibilidad Elevada tensión superficial Elevada polaridad Disolvente de sustancias polares e iónicas. Establece con ellas puentes de H Fuerza de adhesión a superficies. Capilaridad Menor densidad en estado sólido. Aumento a partir de 4ºC. Importancia en ecología y climatología Compuesto peso molecular Fusión (ºC) Ebullición (ºC) H2 2 -252 -250 CH4 16 -183 -164 NH3 17 -78 -33 H2O 18 0 100 HF 19 -83 20 N2 28 -210 -195 O2 32 -218 -183 CO2 48  -78  -57 C4H10 58  -138  -1   Funciones Disolvente Sustancias iónicas y polares Hidrófilas o Hidrofílicas Segregación de moléculas apolares Hidrófobas o Hidrofóbicas Permite reacciones químicas celulares: medio fluido Reactivo químico Hidrólisis. Fotolisis Transporte Medio fluido Sustancias en disolución verdadera: moléculas individuales Sustancias en disolución coloidal: macromoléculas o agrupaciones cargadas Sustancias en suspensión: Insolubles en movimiento turbulento - Alimentos - Desechos - Mensajeros - Células en organismos pluricelulares Tipos de disoluciones Estructural Volumen y forma celular Esqueleto hidrostático Circulación por capilaridad Tendencia a ascender en medios hidrofílicos. Ej Ascenso de savia en plantas. Hidratación de semillas. Aparato chupador de moscas Lubricante Disminuye el rozamiento Amortiguador mecánico Deformación en golpes Termorregulación Enfriamiento por alto valor de vaporización Inercia térmica en seres vivos grandes por alto calor específico Amortiguador de pH H3O+ <--> H2O <--> HO- Obtención - Ingestión directa en forma líquida - Ingestión en alimentos - Producto de reacciones químicas. Respiración En muchos casos factor limitante de la distribución de especies.  Agua en Pubchem

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1.4.2 - Sales minerales Se encuentran en disolución, precipitadas o asociadas a compuestos orgánicos Cationes Na+ K+ Ca++ Mg++ Aniones Cl- PO4--- CO3 -- NO3- NO2- SO4-- Funciones Tampón de pH Regulación muy estricta. Humanos 7.00 - 7.40 - 7.80 H2CO3 <--> HCO3- <--> CO3-- H3PO4 <--> H2PO4- <--> HPO4-- <--> PO4--- Regulación de fenómenos osmóticos Todos Reacciones eléctricas celulares Na+ . K+ . Ca++ . H+ Mensajeros celulares Ca++ . K+ . Na+ Equilibrio eléctrico celular Na+ . K+ . Cl- Formaciones esqueléticas Estructural y protección Esqueletos de vertebrados, moluscos, corales, esponjas, protistas, plantas, etc CaCO3 . Ca3(PO4)2 . SiO2 . CaF2 Formaciones en tejidos y órganos Resistencia de paredes celulosa de gramíneas Oolitos Obtención de elementos para compuestos orgánicos NO3- SO4-- PO4--- CO3-- Estabilización de dispersiones coloidales   Estabilización y función de proteínas Mg++ . Mn++ . I- . Fe++ . Fe+++ . Co++ . PO4--- . Zn++ Obtención de oxígeno en respiraciones anaerobias NO3- . SO4-- Obtención Del medio disueltas o en alimentos

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1.4.3 - Gases disueltos O2 N2 CO2 NO Oxígeno . O2 Proceso de respiración aerobia: Oxidación para la obtención de energía. Residuo en fotosíntesis como fotolisis del agua Compuesto muy reactivo y tóxico para las células.  Oxígeno en pubchem Nitrógeno . N2 Inertes excepto para bacterias y cianobacterias fijadoras de nitrógeno  Nitrógeno en pubchem Dióxido de Carbono . CO2 Fuente principal del C en seres vivos: se incorpora en Fotosíntesis y quimiosíntesis Residuo de obtención de energía por respiración  Dióxido de carbono en pubchem Óxido Nítrico . NO Mensajero en organismos animales  Óxido nítrico en pubchem Sulfuro de hidrógeno. H2S Mensajero en organismos animales  Sulfuro de hidrógeno en pubchem

 compuesto químico inorgánico a aquellos compuestos que están formados por distintos elementos, pero en los que su componente principal no siempre es el carbono, siendo el agua el más abundante. En los compuestos inorgánicos se podría decir que participan casi la totalidad de elementos conocidos.

Mientras que un compuesto orgánico se forma de manera natural tanto en animales como en vegetales, uno inorgánico se forma de manera ordinaria por la acción de varios fenómenos físicos y químicos: electrólisis, fusión, etc. También podrían considerarse agentes de la creación de estas sustancias a la energía solar, el agua, el oxígeno.

Los enlaces que forman los compuestos inorgánicos suelen ser iónicos o covalentes.

Ejemplos de compuestos inorgánicos:

• Cada molécula de cloruro de sodio (NaCl) está compuesta por un átomo de sodio y otro de cloro.
• Cada molécula de agua (H₂O) está compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.
• Cada molécula de amoníaco (NH₃) está compuesta por un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno.
• El anhídrido carbónico se encuentra en la atmósfera en estado gaseoso y los seres vivos aerobios lo liberan hacia ella al realizar larespiración. Su fórmula química, CO₂, indica que cada molécula de este compuesto está formada por un átomo de carbono y dos de oxígeno. El CO₂ es utilizado por algunos seres vivos autótrofos como las plantas en el proceso de fotosíntesis para fabricar glucosa. Aunque el CO₂ contiene carbono, no se considera como un compuesto orgánico porque no contiene hidrógeno.

Elementos químicos

Aunque en su composición intervienen los 93 elementos naturales de la tabla periódica, los compuestos inorgánicos existen en menor medida que los orgánicos en cantidad y variedad.

Los compuestos orgánicos, formados mayoritariamente por C, H, O, N, S, por este orden y con mucha menor presencia de otros elementos en su composición, se cuentan entre los más numerosos. Esto se debe a la asombrosa capacidad del carbono de formar cadenas larguísimas y ramificadas.

Formulación y nomenclatura de los compuestos inorgánicos

Los compuestos inorgánicos presentan gran variedad de estructuras.

Según el número de átomos que componen las moléculas, estas se clasifican en:

• Monoatómicas: constan de un sólo átomo, como las moleculas de gases nobles (He, Ne, Ar, Xe y Kr)
• Diatómicas: constan de dos átomos. Son diatómicas las moléculas gaseosas de la mayoría de elementos químicos que no forman parte de los gases nobles, como el dihidrógeno (H₂) o el dioxígeno (O₂); así como algunas moléculas binarias (óxido de calcio).
• Triatómicas: constan de tres átomos, como las moléculas de ozono (O₃), agua (H₂O) o dióxido de carbono (CO₂).
• Poliatómicas: contienen cuatro o más átomos, como las moléculas de fósforo (P₄) o de óxido férrico (Fe₂O₃).

Compuesto binario

Los compuestos binarios son aquellos compuestos secundarios es como en el alfa y beta estos.

Óxidos

Los óxidos son compuestos que resultan de la unión de oxígeno (O₂) con cualquier elemento de la tabla periódica sea metal (óxidos básicos) o no metal (óxidos ácidos). Las nomenclaturas son las comunes, la Stock y la IUPAC.

Ejemplos de óxidos:

• Óxido de cloro (VII): Cl₂O₇
• Óxido de boro: B₂O₃
• Dióxido de carbono: CO₂
• Dióxido de silicio: SiO₂

Peróxidos

Los peróxidos son compuestos que resultan de la unión del grupo peróxido (-O-O- o O₂^-2) con un metal. En los peróxidos, el oxígeno tiene un número de oxidación o valencia -1. Se nombran utilizando el término «peróxido» seguido del nombre del metal. Se formula nombrando el metal(se simplifica si se puede) y se le añade una molécula de oxígeno y no se simplifica:

Ejemplos de peróxidos:

• Peróxido de oro (III): Au₂(O₂)₃
• Peróxido de plomo (IV) : Pb(O₂)₂
• Peróxido de estaño (IV) : Sn(O₂)₂
• Peróxido de litio : Li₂O₂

Hidruros

Los hidruros son compuestos que resultan de la unión del anión hidruro (H-) con un catión metálico. Se nombran con la palabra «hidruro» seguida del nombre del metal.

Ejemplos de hidruros:

• Hidruro de litio: LiH
• Hidruro de berilio: BeH₂

Sales binarias

Los iones son átomos o conjuntos de átomos cuya carga eléctrica no es neutra. Pueden ser cationes, si tienen carga positiva; o aniones, si su carga es negativa.

Ejemplos de sales binarias:

• Cloruro de calcio: CaCl₂
• Bromuro de hierro (III): FeBr₃

Compuestos ternarios

Hidróxidos

Los hidróxidos son los resultantes de la unión de un grupo hidróxido o hidroxilo con un metal. Se nombran usando el término «hidróxido» (OH-) seguido del nombre del metal mediante la nomenclatura de todos los elementos.

• Hidróxido de sodio: NaOH
• Hidróxido de cobalto (III): Co(OH)₃
• Hidróxido de germanio (IV): Ge(OH)₄

Oxácidos

Los oxácidos son compuestos ternarios que se forman al combinarse un anhídrido (óxido ácido) con el agua. La mayoría de ellos responden a la fórmula general x= a*2*H_aX_bO_c, donde X es ordinariamente un no-metal, aunque también puede ser un metal de transición con número de oxidación superior a 5.