Bases de Química
Orgánica y Química
inorgánica
ELABORÓ:
Química Inorgánica
Conceptos
Número atómico (z): Es el número de protones en el núcleo del átomo de un elemento
Número de masa (a) Es el número total de protones y neutrones presentes en el núcleo de un átomo de un elemento
El número de neutrones es un átomo es igual a la diferencia entre el número de masa y el número atómico (A-Z)
Un ión es un átomo que tiene carga neta positiva o negativa, la pérdida de uno o más electrones a partir de un átomo neutro se le denomina catión, un ión con carga neta positiva
Términos
importantes
Átomo. Es el componente más pequeño de un elemento que posee aún las propiedades de dicho elemento. Consiste en un núcleo cargado positivamente rodeado por una nube de electrones cargada negativamente. Las cargas "+" (positivas) y "-"(negativas) se atraen
fuertemente.
Puntos importantes
La tabla periódica moderna consta de siete períodos y ocho
grupos.
◦ Períodos: Cada franja horizontal.
◦ Grupo Cada franja vertical.
◦ Familia: Grupo de elementos que tienen propiedades semejantes
Definiciones
Un orbital atómico es un volumen de espacio con cierta forma, que se encuentra cerca de un núcleo atómico, en el que es muy probable que se encuentre un electrón de una energía específica permisible.
Términos importantes
Protón. Partícula del núcleo con una carga positiva de +1 y un número de masa atómica de 1 Dalton.
Neutrón. Partícula nuclear sin carga que posee la misma masa que el protón.
Electrón. Partícula cargada negativamente (-1) con una masa 1837 veces más pequeña que la del protón.
Isótopo. Variante de un átomo dado que aunque presenta el mismo número de protones y electrones que otros isótopos del mismo tipo de átomo, se diferencia de éstos por poseer un número distinto de
Moléculas
La molécula es la unidad estructural fundamental de casi todas las sustancias volátiles tanto elementales como compuestas, es un conjunto de átomos unidos por fuerzas relativamente potentes llamados enlaces químicos
Electronegatividad
La electronegatividad es la tendencia de un átomo a captar electrones. En una familia disminuye con el número atómico y en un período
Electronegatividad
Al descender en un mismo grupo, los electrones están más alejados del núcleo por lo que las fuerzas de atracción son menores.
Iones
Iones
Los iones son átomos o grupos atómicos que tienen un número de electrones excesivo o deficiente para compensar la carga positiva del núcleo.
En el primer caso los iones tienen carga negativa y reciben el nombre de aniones, y en el segundo están cargados positivamente y se llaman cationes.
Elementos electropositivos y
electronegativos
Se llaman elementos electropositivos aquellos que tienen tendencia a perder electrones transformándose en cationes; a ese grupo
pertenecen los metales.
Elementos electropositivos y
electronegativos
Los elementos más electropositivos están situados en la parte izquierda del sistema periódico; son los llamados elementos alcalinos. A medida que se avanza en cada período hacia la derecha va disminuyendo el carácter electropositivo, llegándose, finalmente, a los alógenos de fuerte carácter electronegativo.
Electrones de
valencia
La unión entre los átomos se realiza mediante los electrones de la última capa exterior, que reciben el nombre de electrones de valencia. La unión consiste en que uno o más electrones de valencia de algunos
de los átomos se introduce en la esfera electrónica del otro.
Los gases nobles, poseen ocho electrones en su última capa, salvo el helio que tiene dos. Esta configuración electrónica les comunica inactividad química y una gran estabilidad.
Términos importantes
Los electrones determinan las propiedades químicas de los elementos.
Términos importantes
Términos importantes
Tipos de enlace
En la unión o enlace de los átomos pueden
presentarse los siguientes casos:
◦
1. Enlace iónico, si hay atracción electrostática.
◦
2. Enlace covalente, si comparten los electrones.
◦
3. Enlace covalente coordinado, cuando el par de
electrones es aportado solamente por uno de ellos.
Enlace covalente normal
Se define de la siguiente manera: "Es el fenómeno químico mediante el cual dos átomos se unen compartiendo una o varias parejas de
electrones; por lo tanto, no pierden ni ganan electrones, sino que los comparten".
Un átomo puede completar su capa externa compartiendo electrones con otro átomo. Cada par de electrones comunes a dos átomos se llama doblete electrónico. Esta clase de enlace químico se llama covalente, y se encuentra en todas las moléculas constituidas por
elementos no metálicos, combinaciones binarias que estos elementos forman entre sí, tales como hidruros gaseosos y en la mayoría de
Cada doblete de electrones (representado por el signo :) Intercalado entre los símbolos de los átomos, indica un enlace covalente sencillo y equivale al guión de las fórmulas de estructura.
En enlace covalente puede ser: sencillo, doble o triple, según se compartan uno, dos o tres pares de electrones.
Enlace metálico
La estructura cristalina de los metales y aleaciones explica bastante una de sus propiedades físicas.
La red cristalina de los metales está formada por átomos (red atómica) que ocupan los nudos de la red de forma muy compacta con otros
Sustancias puras
Oxidos (MO)
◦ Compuestos binarios formados por la unión de un metal y oxígeno, en dónde el oxígeno trabaja con el número de oxidación -2
Suboxidos. (MnO)
◦ Son compuestos binarios formados por un metal y oxígeno, en el caso del metal estos compuestos presentan un par de átomos unidos entre sí y después unidos al oxígeno
Peroxidos (MO-O-)
◦ Compuestos binarios formados por un metal y oxígeno, pero que presentan a dos átomos de oxígeno unidos entre sí por lo que el número de oxidación del oxígeno disminuye a -1
Hidroxidos (MOH)
Sustancias puras
Anhidridos (XO)
◦ Compuestos binarios formados por no metal y oxígeno. Reciben el nombre de oxidos ácidos en donde el oxígeno tiene el número de oxidación -2
Oxacidos (HXO)
◦ Compuesto resultante de un anhidrido más agua
Hidruro (MH)
Sustancias puras
Oxisales(MOH + HXO= MXO +H2O)
◦ Es la formación de un Hidróxido y un oxácido
Sales haloideas. Es la combinación de un hidróxido + hidrácido= sal haloidea
◦ Sal neutra
Química Orgánica
Hidratos de
Carbono
Hidratos de
carbono
DEFINICIÓN
Obedecen la siguiente fórmula: C
n
H2n
On
Cn
(H2O)n
Están constituidos por carbono, hidrógeno y oxígeno
CLASIFICACIÓN
Mono y disacaridos Oligosacaridos
Levogiro y Dextrogiro
Monosacaridos
Cadenas de 3 a 8 carbonos
Disacaridos
Sacarosa Lactosa Maltosa
Polisacáridos
Cadenas poliméricas de monosacáridos
◦ Almidón
◦ Amilosa
◦ Amilopectina
◦ Glucógeno
◦ Dextranos
◦ Celulosa
Lípidos
Estructura
Los lípidos son grupos de compuestos constituidos por carbono,
hidrógeno y oxígeno que integran cadenas hidrocarbonadas alifáticas o aromáticas, aunque también contienen fósforo y nitrógeno
Definición
La palabra lípido proviene del griego lipos, que significa grasa.
Sustancia insoluble en agua, pero soluble en disolventes orgánicos como cloroformo, hexano y éter de petróleo.
Son la fuente energética más importante (9 Cal/g) porque en su estructura contienen más átomos de carbono que las proteínas. Parte estructural de membranas celulares
Sistema de transporte de diversos nutrimentos
Importancia
Aislantes naturales en el hombre y en los animales, ya que son malos conductores de calor, el tejido adiposo mantiene estable la temperatura del organismo.
Dos tipos. Ambas se encuentran en los alimentos y contribuyen a las propiedades sensoriales y a la nutrición
◦ Grasas. Sólidas. Se encuentran en alimentos de origen animal.
Ácidos grasos saturados
Compuesto por ácidos de 4 a 24 átomos de carbono
Su temperatura o punto de fusión aumenta con el peso molecular o tamaño de la molécula
Los C4 a C8 son líquidos a 25°C, mientras que los de C10 en adelante son sólidos
Su solubilidad al agua es inversamente proporcional al peso molecular Los de cadena corta (menos de C10) contribuyen al aroma y sabor de
los derivados lácteos
Ácidos grasos poliinsaturados
Tienen gran reactividad química ya que están propensos a transformaciones oxidativas y de isomerización
Son abundantes en los aceites vegetales y marinos
Ácidos grasos poliinsaturados
Una ligadura: monoinsaturado
Más de una ligadura: poliinsaturado
Los insaturados de configuración cis presentan temperaturas de fusión menores que los correspondientes trans para el mismo tamaño de
Acilgliceridos
Son los productos derivados de la reacción de esterificción entre el glicerol y una, dos o tres
Características
Los poliinsaturados se numeran de acuerdo con la posición del primer doble enlace con respecto a grupo metilo y se dividen en dos grupos
◦ Omega 6. Ácido linoleico
◦ Omega 3. DHA y EPA, linolénico
Los ácidos con raminificaciones presetan puntos de fusión bajos debido a que sus protuberancias impiden que se asocien entre sí y formen
Proteínas
Aminoácidos
Son ácidos carboxilicos con un grupo amino
Se les conoce como compuestos anfífilicas, anfolitos o electrolitos anfóteros (ácido-base)
Puntos de fusión elevados (>200°C)
Solubilidad en agua, mayor que disolventes polares Capacidad de donar y recibir electrones
Aminoácidos L o D
Los aminoácidos que conforman a las proteínas en los organismos presentan la forma L
Las estructuras D están en la
Aminoácidos esenciales
Los adultos requieren: isoleucina, leucina, lisina, metionina, cistina, fenilalanina, tirosina, treonina, triptofano y valina
Aminoácidos esenciales
Patrón de composición (mg AA/ g proteína)
FAO OMS UNU 1985 adultos FAO OMS UNU 2001 adultos FNB∕ USA 2002 Reeds Comité Expertos 2004 1 a 4 años
Reeds Comité Expertos
2004 10 a 14
años
Reeds Comité Expertos
2004 14 a 18
años
Millward 1999 adultos
Histidina 16 18
Isoleucina 13 29 25 36 32 30 30
Lisina 16 45 55 63 58 53 31
Leucina 19 59 47 52 47 42 33
Met + Cys 17 20 25 32 28 26 27
Phen + Tyr 19 59 47 52 47 42 33
Treonina 9 23 27 43 36 34 26
Triptófano 5 8 7 11 9 8 6
Enlace peptídico
Los aminoácidos se unen
covalentemente formando un enlace amida entre los grupos alfa-amino y alfa carboxilo. Los productos de esta unión se
Peptidos
OXITOCINA
VASOPRESINA
Conducta maternal, patrones
Péptidos
Glutatión (y- glutamilciteil-glicina)
◦ Se conforma de ácido glútamico, cisteína y glicina
◦ Se encuentra en papas, frutos cítricos, uvas y sangre
◦ Permite la desintoxicación de sustancias vía glutation S transferasa
Desnaturalización
Termodinámica
Cambios de temperatura Cambios de Ph
Urea y cloruro de guanidino Detergentes
Desnaturalización
Cuando la disposición tridimensional de la hélice o de la cadena del polipéptido se altera, se dice que una molécula proteica se encuentra desnaturalizada.
El desdoblamiento de la molécula proteica a medida que se
Desnaturalización
El re-lanzamiento entre los grupos reactivos sobre la misma o sobre las moléculas proteicas desnaturalizadas adyacentes es el siguiente paso
Cuando el re-enlazamiento se lleva a cabo y se unen suficientes moléculas de manera que la proteína ya no se disperse como sol, se dice que la proteína está coagulada
Cuando todo líquido se atrapa en la red de espacios capilares formados por las moléculas proteicas, el
Vitaminas y
minerales
Definición
VITAMINAS
Las vitaminas son un grupo de
sustancias que son esenciales para el funcionamiento celular, el
crecimiento y el desarrollo normales.
MINERALES
Los minerales son importantes para su cuerpo y para mantenerse sano. El organismo aprovecha los minerales para muchas funciones distintas, incluyendo la formación de huesos, la producción de
Vitaminas
Vitameros
Cumplen la misma función en el hombre, aunque con diferente poder vítaminico
◦ Vitamina B6: piridoxina, piridoxal y piridoxamina
◦ Niacina: ácido nicotínico y nicotinamida
◦ Vitamina D: ergocalciferol y colecalciferol
Pro-vitaminas
Un ejemplo son los carotenoides que en sí no tienen actividad biológica, pero que se convierten en vitamina A en el tracto gastrointestinal
Otras sustancias consideradas como vitaminas
◦ Ácido orótico
◦ Inositol
◦ Ácido lipoico
◦ Rutina
◦ Colina
Vitamina A
FUNCIONES
Funcionamiento del
sistema de la vista
Crecimiento y desarrollo
Sistema inmune
Mantenimiento del tejido
epiteliar
Reproducción
Vitamina E
FUNCIÓN
Antioxidante
Protege a los PUFAs y otros
componentes de las
membranas celulares y
lipoproteínas de baja
densidad (LDL) de la
oxidación por los radicales
libres.
Vitamina D
FUNCIÓN
Mantiene los niveles
normales de calcio y
fosforo
Sistema inmune
La vitamina D también
modula la transcripción de
las proteínas del ciclo
celular
Vitamina K
FUNCIÓN
Mantener la coagulación
normal
Es sintetizada por las
plantas y por la flora
intestinal
Recomendación diaria:
78 mcg
Vitamina C
FUNCIÓN
Antioxidante
La vitamina C estabiliza los
folatos en alimentos y en
sangre
Promueve la absorción de
hierro no hem
Recomendación en México:
60mg
Complejo B
FUNCIÓN
Coenzimas
Participan en el metabolismo de los carbohidratos, proteínas y grasas Participa en la producción de energía
Vitaminas hidrosolubles
Tiamina (B1)
◦ Coenzima en reacciones oxidativas de descarboxilación, en el metabolismo de aminoácidos raminificados y utilización de los hidratos de carbono
◦ Se pierde por lixiviación en el agua de lavado o enjuage.
Vitaminas hidrosolubles
Riboflavina (B2)
◦ Coenzima
◦ Formar parte del FAD y mononucleotido de flavina (FMN)
◦ Presenta fotosensibilidad
Vitaminas hidrosolubles
Piridoxina, piridoxol y piridoxal (B6)
◦ Coenzima
◦ Utilización y síntesis de aminoácidos
◦ Interviene en la síntesis de serotonina, norepinefrina, adrenalina, dopamina
◦ Es fotosensible, en menor grado
Complejo B
Complejo B Recomendación
Tiamina (mcg) 800 Riboflavina (mcg) 840 Niacina (mg, equivalente de ácido nicotínico) 11 Vitamina B6 (mcg) 930 Ácido pantoténico (mg) 4
Ácido fólico
FUNCIÓN
Participa en la biosíntesis
del ADN
Participa en la síntesis de
las células sanguíneas
Enf. Cardiovasculares
Recomendación: 380 mcg
Vitamina B12
FUNCIÓN
Participa en la síntesis del ADN y replicación celular
Interviene en la utilización de los ácidos grasos
Formación de eritrocitos Sistema nervioso central
Recomendación: 2.1 mcg
Vitamina B12
La presencia de ácido ascórbico, de tiamina y de niacina la vuelven inestable
Las radiaciones electromagnéticas y los rayos UV vuelven inestable la vitamina
Las sales ferricas la estabilizan y las sales ferrosas la destruyen
La mayoría de los procesos industriales y caseros de preparación de alimentos causan pocas mermas
Hierro
FUNCIÓN
Lleva el oxígeno de los pulmones a los tejidos
Transporta electrones entre células
Forma parte importante de enzimas involucradas en el metabolismo
Recomendación: 17mg
Calcio
FUNCIÓN
Forma parte de la
estructura de huesos y
dientes
Participa en la
comunicación
neuromuscular y hormonal
Recomendación: 900mg
Zinc
FUNCIÓN
Forma parte de enzimas que
están involucradas en la síntesis y degradación de carbohidratos, proteínas, grasas y ácidos
nucleicos
Magnesio
FUNCIÓN
Es cofactor de varias enzimas
involucradas en el metabolismo
energético, síntesis de proteínas,
síntesis de ADN y ARN, y
mantenimiento del potencial
eléctrico en el sistema nervioso
Recomendación: 248 mg
Selenio
FUNCIÓN
Protege a las membranas celulares del daño oxidativo Selenio y hormonas tiroideas
Recomendación: 41 mcg
Recomendación de vitaminas
y minerales
Nutrimento VNR Nutrimento VNR
Vitaminas A 568 mcg Hierro 17mg Vitamina E 11 mg Calcio 900mg Vitamina D 5.6 mcg Zinc 10mg Vitamina K 78 mcg Magnesio 248mg Vitamina C 60mg Selenio 41 mcg Ácido fólico 380 mcg
Complejo B
Complejo B Recomendación
Tiamina (mcg) 800 Riboflavina (mcg) 840 Niacina (mg, equivalente de ácido
nicotínico)
11
Vitamina B6 (mcg) 930 Ácido pantoténico (mg) 4
Bibliografía
Badui 2006. Química de los alimentos. Pearson Educación. México. Charley, 2011. Tecnología de los alimentos. Limusa. México
Diego, J. P. d. (2008, September 04). Tema 2. Estructura electrónica de los átomos. Retrieved September 04, 2013, from OCW - UC3M Web site:
http://ocw.uc3m.es/ciencia-e-oin/quimica-de-los-materiales/Material-de-clase/tema-2.-estructura-electronica-de-los-atomos.
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