QUIMICA ORGANICA

UNIDAD 3: FUNCIONES ORGÁNICAS CON NITRÓGENO Y AZUFRE

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

TRABAJO FINAL

PRESENTADO POR:

ISRAEL BOLIVAR 

YEIZON FABIAN DURANGO ERAZO

COD 80807002,

GIOVANNY TORRES

Código 80654386

GRUPO CV: 100416_28

TUTOR:

Frey Ricardo Jaramillo Hernández

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

CEAD JOSE ACEVEDO GOMEZ

BOGOTÁ D.C., 19 de NOVIEMBRE 2014

Descripción de la Situación Problema:

El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos fisicoquímicos que ocurren en una célula y en el organismo, para producir o gastar energía. Estos procesos complejos que están interrelacionados son la base de la vida a escala molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc. Dentro de esta gran cantidad de procesos y subprocesos están presentes las proteínas que a su vez están controladas por los procesos genéticos codificados por los ácidos nucleicos, la comprensión de estas especies químicas en las que se encuentran hetero átomos como el nitrógeno y el azufre tiene gran relevancia.

Problema de la unidad:

¿Cómo influyen los compuestos orgánicos en el metabolismo de los seres vivos?

Casi todos los metabolitos, enzimas y moléculas q participan en el metabolismo son productos orgánicos, con algunas excepciones como el ácido carbónico, ácido sulfhídrico y óxido nítrico; pero todo lo demás son compuestos orgánico.

Los procesos metabólicos se dan para producir energía a partí de moléculas orgánicas en todos los organismos vivos, solo los autótrofos son capaces de producir energía a parir de los compuestos inorgánicos

La importancia que tienen es que a partir de compuestos orgánicos, todos los seres vivos obtenemos la energía necesaria para subsistir. Nosotros "quemamos" los alimentos (como orgánicos) con el oxígeno que respiramos para producir energía.

Preguntas orientadoras para resolver el problema de la unidad:

1. ¿Qué son las aminas?, ¿En qué consiste su química?

CARACTERISTICAS DE LAS AMINAS

Las aminas son compuestos muy polares. Las aminas primarias y secundarias pueden formar puentes de hidrógeno. Las aminas terciarias puras no pueden formar puentes de hidrógeno, sin embargo

pueden aceptar enlaces de hidrógeno.

CLASES DE AMINAS

El grupo funcional característico de las aminas se denomina “Grupo amino” y se escribe como -NH2, así, las aminas se clasifican en primarias, secundarias y terciarias de acuerdo con el número de grupos orgánicos enlazados al nitrógeno.

Las aminas primarias y secundarias tienen puntos de ebullición menores que los de los alcoholes, pero mayores que los de los éteres de peso molecular semejante. Las aminas terciarias, sin puentes de hidrógeno, tienen puntos de ebullición más bajos que las aminas primarias y secundarias de pesos moleculares semejantes.

AMONIACO Gas formado por la combinación de un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno. Es incoloro, más ligero que el aire, tiene un olor desagradable que irrita los ojos y las vías respiratorias. Tiene un sabor cáustico.

AMINAS PRIMARIAS

Se forman por condensación de la hidroxilamina (cero grupo alquilo) con una cetona o un aldehído seguida de la reducción de la oxima. La mayor parte de las oximas son compuestos estables que se aíslan fácilmente se reduce mediante reducción catalitica con hidruro de litio y aluminio o con cianobrorhiduro de sodio (NaBH3CN).

AMINAS SECUNDARIAS

La condensación de una cetona o un aldehído con una amina primaria forma una imina N -sustituida (base de Schiff). La reducción de esta imina produce una amina secundaria.

AMINAS TERCIARIAS

La condensación de una cetona o un aldehído con una amina secundaria produce una sal de iminio. Estas sales son frecuencia inestable y por o mismo no se aíslan. Un agente reductor en la solución reduce la sal de iminio, pero no se reduce el grupo carbonilo de la cetona o aldehído. El cianoborohidrodruro de sodio (Na BH3CN) trabaja bien en esta reducción, porque es menos reactivo que el borohidroburo de sodio, y no reduce al grupo carbonilo.

PROPIEDADES FISICAS

Las aminas son compuestos incoloros que se oxidan con facilidad lo que permite que se encuentren como compuestos coloreados. Los primeros miembros de esta serie son gases con olor similar al amoníaco. A medida que aumenta el número de átomos de carbono en la molécula, el olor se hace similar al del pescado. Las aminas aromáticas son muy tóxicas se absorben a través de la piel.

Amina secundaria aromática Amina terciaria aromática

SOLUBILIDAD

Las aminas primarias y secundarias son compuestos polares, capaces de formar puentes de hidrógeno entre sí y con el agua, esto las hace solubles en ella. La solubilidad disminuye en las moléculas con más de 6 átomos de carbono y en las que poseen el anillo aromático.

PUNTO DE EBULLICION

El punto de ebullición de las aminas es más alto que el de los compuestos apolares que presentan el mismo peso molecular de las aminas

REGLAS PARA NOMBRAR AMINAS

Se identifica la cadena principal que tenga el grupo amino y se enumera por el carbono al cual se encuentra unido el grupo amino. Si existe 2 grupos aminos ver la menor posición de los sustituyentes y nombrarlos en orden alfabético con la palabra amina.

Cuando hay radicales sustituyendo al hidrógeno del grupo amino, se utiliza la letra N (mayúscula) por cada sustituyente y se procede a nombrar al compuesto

2. ¿Qué son las amidas?, ¿En qué consiste su química?

Una amida es un compuesto orgánico que consiste en una amina unida a un ácido carboxílico convirtiéndose en una amina ácida (o amida). Por esto su grupo funcional es del tipo RCONH'', siendo CO un carbonilo, N un átomo de nitrógeno, y R, R' y R'' radicales orgánicos o átomos de hidrógeno:

Se puede considerar como un derivado de un ácido carboxílico por sustitución del grupo —OH del ácido por un grupo —NH2, —NHR o —NRR' (llamado grupo amino).

Formalmente también se pueden considerar derivados del amoníaco, de una amina primaria o de una amina secundaria por sustitución de un hidrógeno por un radical ácido, dando lugar a una amida primaria, secundaria o terciaria, respectivamente. Concretamente se pueden sintetizar a partir de un ácido carboxílico y una amina:

Las amidas son comunes en la naturaleza y se encuentran en sustancias como los aminoácidos, las proteínas, el ADN y el ARN, hormonas, vitaminas.

Es utilizada en el cuerpo para la excreción del amoníaco (NH3).

Muy utilizada en la industria farmacéutica, y en la industria del nailon.

NOMENCLATURA

Las amidas primarias se nombran sustituyendo la terminación oico o ico del nombre sistemático o vulgar, del ácido del que derivan, por el sufijo amida. En las amidas sustituidas se antepone al nombre anterior el de los radicales sobre el nitrógeno, precedidos de la letra N. Ejemplos:

metanamida(formamida)

N-metiletanamida(N-metilacetamida) N,N-dietilbenzamida

Propiedades Físicas

El grupo funcional amida es bastante polar, lo que explica que las amidas primarias, excepto la formamida (p.f.=2,5 ºC), sean todas sólidas y solubles en agua. Sus puntos de ebullición son bastante más altos que los de los ácidos correspondientes, debido a una gran asociación intermolecular a través de enlaces de hidrógeno, entre el oxígeno negativo y los enlaces N—H, mucho más polarizados que en las aminas. Los puntos de fusión y de ebullición de las amidas secundarias son bastante menores, debido principalmente al impedimento estérico del radical unido al nitrógeno para la asociación. Como es natural, las amidas terciarias (sin enlaces N—H) no pueden asociarse, por lo que son líquidos normales, con puntos de fusión y de ebullición de acuerdo con su peso molecular.

Obtención

Las amidas pueden obtenerse a partir de halogenuros de alquilo por reacción con amoniaco, aminas primarias o secundarias, con lo que resultan amidas primarias, secundarias o terciarias, respectivamente. Por ejemplo:

CH3—CO—Cl   +

2 CH3—NH2

CH3—CO—NH—CH3   + CH3—NH3+ Cl-

cloruro de acetilo metilamina N-metilacetamida cloruro de

metilamonio

3. ¿Qué son los aminoácidos, como se organizan para formar proteínas?

En la estructura de las proteínas se pueden considerar cuatro niveles de organización: primario, secundario, terciario y cuaternario. Cada uno de los cuales resaltan un aspecto diferente y depende de distintos tipos de interacciones. Mientras la estructura primaria es simplemente la secuencia lineal de aminoácidos de una cadena polipeptídica las demás establecen su organización tridimensional de péptidos o conjunto de ellos.

ESTRUCTURA PRIMARIA

Se considera como estructura primaria a la secuencia lineal específica (sin ramificaciones) de aminoácidos de una cadena polipeptídica la cual es el resultado de la traducción de la información genética contenida en la secuencia de nucleótidos del ADN. La importancia desde el punto de vista químico de la estructura primaria, radica en la secuencia de los grupos laterales de los aminoácidos (cadenas laterales, R) dado que es el componente variable de la molécula que proporciona la identidad a la cadena. Por otra parte, el significado biológico de esta secuencia se basa en el control que ella ejerce en la organización de los niveles de complejidad superiores de la estructura proteica ya que esta permitirá en última estancia la determinación de su actividad biológica, es decir, la secuencia de aminoácidos tiene la información necesaria para que la molécula adopte una conformación tridimensional adecuada.

Es tan importante esta secuencia que el cambio en solo un aminoácido como resultado de una mutación, puede ser trágico para la vida de un organismo.

El grado de tolerancia a los cambios depende del grado de alteración de la geometría que presente la estructura proteica, así como del comportamiento químico que tiene la cadena lateral del aminoácido sustituido (polar, no polar, básico o ácido).

Cabe resaltar que todas las proteínas sin importar su nivel de organización se originan de una estructura primaria que posteriormente adopta una conformación tridimensional específica. No obstante, una proteína que permanece con su estructura primaria inmodificable pero funcional es la insulina, cuya secuencia de aminoácidos se conoció por primera vez a principios de la década de 1950.

ESTRUCTURA SECUNDARIA

Consiste en el enrollamiento de la cadena peptídica sobre su propio eje para formar una hélice o alguna otra estructura tridimensional específica. La estructura secundaria más común es la a-hélice (alfa), la cual se caracteriza por formar una estructura geométrica en espiral, muy uniforme, en la que cada vuelta está constituida por 3,6 aminoácidos.

La hélice se mantiene mediante puentes de hidrógeno entre el hidrógeno del grupo amino del enlace peptídico de un aminoácido y el grupo carboxilo del enlace peptídico de otro. Dentro de este grupo se pueden mencionar proteínas como el colágeno, la queratina, elastína (Figura 1).

Figura 1. Colágeno. Orientación alfa-hélicetro tipo común de estructura secundaria es la hoja ß plegada, que se caracteriza por presentarse de forma aplanada y extendida, además posee un máximo de enlaces de hidrógeno entre los enlaces peptídicos. Esta estructura consta de varias cadenas peptídicas que permanecen enfrentadas y se mantienen juntas con enlaces de hidrógeno en un arreglo a manera de zig-zag. La estructura laminar formada le confiere flexibilidad más no elasticidad (Figura 2). Debido a que toda cadena polipeptídica tiene un extremo C-terminal en una dirección y un extremo N- terminal en la otra, dos cadenas enlazadas con hidrógeno y una al lado de la otra pueden correr en la misma dirección, paralelas, o en dirección opuesta, antiparalela. Un ejemplo de estas proteínas es la fibroína de la seda.

Figura 2. Estructura secundaria en forma de hoja plegada.ESTRUCTURA TERCIARIA

Es raro para una proteína entera permanecer con la estructura de a-hélice u hoja ß-plegada. La mayoría de ellas adquieren formas tridimensionales complejas denominadas estructuras terciarias, debido a que mientras la secundaria trata fundamentalmente de la conformación de los aminoácidos adyacentes de la cadena polipeptídica, la estructura terciaria describe la conformación definitiva y específica de la proteína. Durante el

enrollamiento de la cadena peptídica, para dar origen a la estructura terciaria, los puentes de hidrógeno y las interacciones iónicas e hidrofóbicas entre una parte de la cadena y otra son las fuerzas que mantienen los pliegues en posición espacial correcta. Por otra parte, los puentes disulfuro (-S-S-) que se forman entre los aminoácidos de cisteína pueden acercar partes que se hayan distantes en una proteína, de hecho algunos sitios activos de enzimas están constituidos por ellos. Además, en la proteína también se forman algunos otros enlaces covalentes para mantener su estructura terciaria que por lo general es globular.

Con respecto a la estructura terciaria de cadenas polipeptídicas largas, cabe destacar la presencia de regiones compactas semiindependientes denominadas dominios, que se caracterizan por poseer una geometría casi esférica específica con un interior hidrofóbico y un exterior polar. El carácter independiente del dominio es evidente cuando al separlo de la cadena, su estructura primaria es capaz de plegarse sobre sí misma para adoptar la conformación nativa.

Figura 3. Secuencia de conformación de la proteína hemoglobina.ESTRUCTURA CUATERNARIA

Como se mencionó anteriormente muchas proteínas tienen dos o más cadenas plegadas de polipéptidos (subunidades) para formar su estructura terciaria. En la estructura cuaternaria se consideran moléculas proteicas superiores a los 50 mil daltons en donde las subunidades constitutivas pueden ser idénticas o diferentes y se asocian para formar dímeros, trímeros y tetrámeros. En algunos casos las cadenas aisladas son inactivas, pero en otros pueden cumplir la misma función que el complejo, aunque con diferente cinética. El ejemplo más conocido es la hemoglobina en donde las interacciones hidrofóbicas, los enlaces de hidrógeno y los enlaces iónicos ayudan a mantener las cuatro subunidades juntas para formar una molécula funcional, así cada subunidad de hemoglobina se pliega de manera similar a la estructura terciaria de mioglobina.

Dado que la hemoglobina dentro de los glóbulos rojos está constituida por dos cadenas alfa y dos cadenas beta (Figura 4) que permiten tomar una molécula de oxígeno, para "atrapar" moléculas adicionales de oxígeno, las cuatro subunidades cambian ligeramente su conformación y los enlaces iónicos se rompen para exponer las cadenas y facilitar esta función. Esto indica que las asociaciones estrechas de las cadenas de polipéptidos dentro de la misma proteína proporcionan un tipo de comunicación entre las unidades y se puede entender que en las cadenas de aminoácidos existen dos tipos de información: uno que genera la conformación adecuada de las estructuras secundarias, terciarias y cuaternarias y otro que permite la reactividad correcta de las moléculas.

Figura 4. Estructura Cuaternaria de la hemoglobina. Observe los grupos hem en cada dominio.

La asociación espontánea de las cadenas de polipéptidos no se detiene en la estructura cuaternaria hay ejemplos en los cuales varias enzimas se asocian para realizar funciones en cooperación constituyendo complejos multienzimáticos que se utilizan para catalizar secuencias de reacciones.

4. ¿Qué son los ácidos nucleicos, como se explica su química y estructura?

ESTRUCTURA QUÍMICA

Qué son los Nucleotidos?

Son biomoléculas orgánicas formadas por 3 unidades fundamentales:

- Base Nitrogenada

- Azúcar (Monosacarido de 5 carbonos, Pentosa)

- Fosfato

Compuesto sólo de cuatro moléculas básicas, llamadas nucleótidos, idénticas entre sí, excepto que cada uno contiene una base nitrogenada diferente. Cada nucleótido contiene:

· Un grupo fosfato,

· Un azúcar (desoxirribosa= para el ADN) y (ribosa= para el ARN),

· Una de las cuatro bases (A, G, C, T= para el ADN) y (A, G, C, U= para el ARN)

En ausencia del grupo fosfato, la base y el azúcar forman un nucleósido, en vez de un nucleótido.

Las cuatro bases del ADN son adenina, guanina, citosina y timina. Los nombres químicos completos son: 5´-monofosfato de desoxiadenosina, 5´-monofosfato de desoxiguanosina, 5´-monofosfato de desoxicitosina, 5´-monofosfato de desoxitimidina. Sin embargo corrientemente se refiere a cada nucleotido por la abreviatura de su base (A, G, C y T respectivamente).

Dos de las bases, adenina y guanina son de estructura similar y se denomina purinas, las otras dos citosina y timina, también son similares y se denominan pirimidinas.

Los ácidos nucleicos están constituidos entonces por la unión de numerosos nucleótidos. Cada nucleótido está formado por un nucleósido y un fosfato (ácido). El nucleósido está formado por una pentosa (neutro) y una base nitrogenada (básica).

Los Nucleotidos que forman el ADN:

- Bases Nitrogenadas:

Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) y Timina (T)

- Pentosa:

Desoxirribosa

- Fosfato

Bases Nitrogenadas se pueden agrupar en 2 tipos:

Pirimidinas: Citosina y Timina (Uracilo en ARN)

Purinas: Adenina y Guanina

Los Nucleotidos que forman el ARN:

- Bases Nitrogenadas:

Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) y Uracilo (U)

- Pentosa:

Ribosa

- Fosfato

 Nucleotido de ARN. 

Como observamos en la figura el Uraciloes característico de los nucleotidos de ARN

FOSFATOS

Proporciona el carácter eminentemente ácido del DNA y del RNA. Los 5 enlaces del ortofosfato están en resonancia, de manera que la distribución espacial es equivalente a una molécula tetraédrica con orbitales moleculares sp3.

PENTOSAS

Es el componente neutro, y sólo hay dos en los ácidos nucleicos: la ribosa (PARA EL ARN) y la 2-desoxirribosa (PARA EL ADN). Su nombre deriva del Rockefeller Institute of Biochemistry donde Lavene las aisló por primera vez.

BASES NITROGENADAS

Se encargan de darle la especificidad y el caracter básico a los ácidos nucleicos. Derivan del anillo de pirimidina o del doble anillo de purina. Cada una sigue una numeración específica. Las que intervienen en los ácidos nucleicos son adenina, guanina, citosina, timina (sólo DNA) y uracilo (sólo RNA).

ESTRUCTURA FISICA

La doble hélice del ADN

La estructura que diseñaron Watson y Crick en 1953 es una doble hélice, cada hélice es una ristra de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiester, en el que un grupo fosfato forma un puente entre grupos –OH de dos residuos de azúcar adyacentes. Las dos hélices se mantienen juntas mediante puentes de hidrogeno. Los puentes de hidrogeno se dan entre átomos de hidrogeno con una pequeña carga positiva y átomos con pequeña carga negativa. Los puentes de hidrógenos son enlaces muy débiles (3% de un enlace covalente), pero esta cualidad es importante para las funciones vitales del DNA.

Las dos hélices del DNA “corren” en direcciones opuestas; se dice que son antiparalelas una se denomina 5´ 3´ y la otra 3´ 5´.

Watson y Crick demostraron que solo estos emparejamientos poseen la complementariedad necesaria tipo “llave-cerradura”, para que permitiera la formación de puentes de hidrogeno.

El par G-C forma 3 puentes de hidrogeno, mientras que el par A-T solo dos. Se predijo que el DNA que tuviera muchos pares G-C sería más estable que el DNA con muchos pares A-T, y de hecho esta predicción fue confirmada.

5. ¿Qué son los nitrilos?, ¿Qué características químicas tienen?

Un nitrilo es cualquier compuesto orgánico que tiene un grupo funcional-C = N. El prefijo ciano-se utiliza indistintamente con el nitrilo término en la literatura industrial. Los nitrilos se encuentran en muchos compuestos útiles, incluyendo cianoacrilato de metilo, utilizado en pegamento, nitrilo y caucho de butadieno, que contiene un nitrilo-polímero usado en el látex libre de laboratorio y guantes médicos. Los compuestos orgánicos que contienen múltiples grupos nitrilo son conocidos como cyanocarbons.

Compuestos inorgánicos que contienen el grupo-C = N no son llamados nitrilos, pero cianuros lugar. Aunque ambos nitrilos y cianuros se pueden derivar de sales de cianuro, la mayoría de los nitrilos no son tan tóxicos.

PROPIEDADES QUÍMICAS:

El olor de los nitrilos recuerda al del cianuro de hidrógeno y son moderadamente tóxicos. Los nitrilos, aunque no contienen el enlace C=O, se consideran a veces como derivados funcionales de los ácidos carboxílicos porque en la reacción de hidrólisis (en medios ácidos o básicos) se transforman en ácidos carboxílicos y sales de amonio.

R - CN + 2H2 --> R - COOH + NH3

Los nitrilos adicionan hidrógeno en presencia de un catalizador produciendo aminas = hidrogenación

CH3 - CN + 2H2 --> CH3 - CH2 - NH2

Sustitución electrofilica: Permite aumentar en un átomo de carbono la cadena de un compuesto.

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS NITRILOS

Los primeros términos de la serie son líquidos, los superiores (más de 14 carbonos) son sólidos.

Los nitrilos de bajo peso molecular son solubles en el agua.

Los nitrilos de bajo peso molecular son líquidos a temperatura ambiental (excepto el HCN).

Son más densos que el agua.

La temperatura de ebullición de los nitrilos es generalmente superior a los ácidos correspondientes.

Son usados como venenos para insectos, bacterias, hongos en la agricultura, conformando algunos insecticidas, bactericidas y fungicidas respectivamente.

MAPAS CONCEPTUALES NITRILOS

6. ¿Qué compuestos orgánicos presentan azufre?, ¿En qué consiste su química?

Los compuestos orgánicos derivados del azufre constituyen un grupo importante de compuestos químicos de utilidad en la industria química, particularmente en la industria de los colorantes, de los fármacos y de los detergentes.

Los compuestos de azufre análogos a alcoholes y éteres son los tioles y tioéteres o sulfuros, pero como el azufre tiene orbitales d vacíos y puede albergar más de 4 pares de electrones a su alrededor, puede sufrir, además, reacciones propias que no se dan en alcoholes y éteres

Los mercaptanos o tioalcoholes.

Se encuentran en el petróleo crudo (tioles volátiles que le confieren al gas líquido el olor desagradable que permite detectar salideros), en algunos animales (zorrillo y mofeta) y plantas. No forman puentes de hidrógeno fuertes pues el azufre es un elemento menos electronegativo que el oxígeno y por tanto son menos polares que los alcoholes, poseen temperaturas de ebullición menores que éstos.

Propiedades del azufre

Una de las propiedades de los elementos no metales como el azufre es por ejemplo que los elementos no metales son malos conductores del calor y la electricidad. El azufre, al igual que los demás elementos no metales, no tiene lustre. Debido a su fragilidad, los no metales como el azufre, no se pueden aplanar para formar láminas ni estirados para convertirse en hilos.El estado del azufre en su forma natural es sólido. El azufre es un elmento químico de aspecto amarillo limón y pertenece al grupo de los no metales. El número atómico del azufre es 16. El símbolo químico del azufre es S. El punto de fusión del azufre es de 388,36 grados Kelvin o de 116,21 grados celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del azufre es de 717,87 grados Kelvin o de 445,72 grados celsius o grados centígrados.

USOS DEL AZUFRE

El azufre, es un sólido cristalino amarillo brillante, que es esencial para la vida. Si alguna vez te has preguntado para qué sirve el azufre, a continuación tienes una lista de sus posibles usos:

La mayoría de azufre se convierte en ácido sulfúrico. El ácido sulfúrico es extremadamente importante para muchas industrias de todo el mundo. Se utiliza en la fabricación de fertilizantes, refinerías de petróleo, tratamiento de aguas residuales, baterías de plomo para automóviles, extracción de mineral, eliminación de óxido de hierro, fabricación de nylon y producción de ácido clorhídrico.

El azufre puede ser utilizado como un pesticida y fungicida. Muchos agricultores que cultivan alimentos orgánicos usan azufre como un pesticida natural y fungicida.

El sulfato de magnesio, que contiene azufre, se utiliza como laxante, en sales de baño y como un suplemento de magnesio para las plantas.

El azufre es importante para la vida. Por lo tanto, se añade a los fertilizantes (en forma soluble) para que las plantas tengan más azufre disponible en el suelo.

El disulfuro de carbono, un compuesto de azufre, se puede utilizar para hacer celofán y rayón (un material utilizado en la ropa).

El azufre se utiliza para vulcanizar caucho. La vulcanización de goma hace más difícil. Se asegura que el caucho mantiene su forma. El caucho vulcanizado se utiliza para fabricar neumáticos del coche, suelas de zapatos, mangueras y discos de hockey sobre hielo.

Otros compuestos de azufre (sulfitos) se utilizan para blanquear el papel y preservar la fruta.

El azufre es también un componente de la pólvora.

PROPIEDADES ATÓMICAS DEL AZUFRE

La masa atómica de un elemento está determinado por la masa total de neutrones y protones que se puede encontrar en un solo átomo perteneciente a este elemento. En cuanto a la posición donde encontrar el azufre dentro de la tabla periódica de los elementos, el azufre se encuentra en el grupo 16 y periodo 3. El azufre tiene una masa atómica de 32,065 u.

La configuración electrónica del azufre es [Ne] 3s2 3p4. La configuración electrónica de los elementos, determina la forma en la cual los electrones están estructurados en los átomos de un elemento. El radio medio del azufre es de 100 pm, su radio atómico o radio de Bohr es de 88 pm, su radio covalente es de 102 pm y su radio de Van der Waals es de 180 pm. El azufre tiene un total de 16 electrones cuya distribución es la siguiente: En la primera capa tiene 2 electrones, en la segunda tiene 8 electrones y en su tercera capa tiene 6 electrones.

CARACTERÍSTICAS DEL AZUFRE

A continuación puedes ver una tabla donde se muestra las principales características que tiene el azufre.

AzufreSímbolo químico SNúmero atómico 16Grupo 16Periodo 3Aspecto amarillo limónBloque pDensidad 1960 kg/m3Masa atómica 32.065 uRadio medio 100 pmRadio atómico 88Radio covalente 102 pmRadio de van der Waals 180 pmConfiguración electrónica [Ne] 3s2 3p4Electrones por capa 2, 8, 6Estados de oxidación +-2,4,6 (ácido fuerte)

Estructura cristalina ortorrómbicaEstado sólidoPunto de fusión 388.36 KPunto de ebullición 717.87 KCalor de fusión 1.7175 kJ/molPresión de vapor 2,65 × 10-20Pa a 388 KElectronegatividad 2,58Calor específico 710 J/(K·kg)Conductividad eléctrica 5,0 × 10-16S/mConductividad térmica 0,269 W/(K·m)

ELEMENTOS RELACIONADOS CON EL AZUFRE

Los siguientes elementos están relacionados con el azufre, bien por proximidad en su número atómico o periodo o bien por su grupo.

Oxígeno Selenio Fósforo Cloro

7. ¿Qué son las vitaminas?, ¿Qué tipos de vitaminas existen, que propiedades químicas poseen?

Las vitaminas son sustancias orgánicas imprescindibles en los procesos metabólicos que tienen lugar en la nutrición de los seres vivos. No aportan energía, puesto que no se utilizan como combustible, pero sin ellas el organismo no es capaz de aprovechar los elementos constructivos y energéticos suministrados por la alimentación. Normalmente se utilizan en el interior de las células como precursoras de las coenzimas, a partir de las cuales se elaboran las miles de enzimas que regulan las reacciones químicas de las que viven las células.

Las vitaminas deben ser aportadas a través de la alimentación, puesto que el cuerpo humano no puede sintetizarlas. Una excepción es la vitamina D, que se puede formar en la piel con la exposición al sol, y las vitaminas K, B1, B12 y ácido fólico, que se forman en pequeñas cantidades en la flora intestinal.

Con una dieta equilibrada y abundante en productos frescos y naturales, dispondremos de todas las vitaminas necesarias y no se requerirá aporte adicional en forma de suplementos de farmacia o herbolario. Un aumento de las necesidades biológicas requiere un incremento de estas sustancias, como sucede en determinadas etapas de la infancia, el embarazo, la lactancia y durante la tercera edad.

El consumo de tabaco, alcohol o drogas en general provoca un mayor gasto de algunas vitaminas, por lo que en estos casos puede ser necesario un aporte suplementario. Debemos tener en cuenta que la mayor parte de las vitaminas sintéticas no pueden sustituir a las orgánicas; es decir, a las contenidas en los alimentos o extraídas de productos naturales (levaduras, germen de trigo, etc.). Aunque las moléculas de las vitaminas de síntesis tengan los mismos elementos estructurales que las orgánicas, en muchos casos no tienen la misma configuración espacial, por lo que cambian sus propiedades.

Existen dos tipos de vitaminas: las liposolubles (A, D, E, K), que se disuelven en grasas y aceites, y las hidrosolubles (C y complejo B), que se disuelven en agua. Vamos a ver las características generales de cada grupo y los rasgos principales de las vitaminas más importantes. Se incluyen cuadros con los alimentos ricos en cada vitamina y la cantidad que se necesita por día, según las Raciones Dietéticas Recomendadas (RDA) del Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos (NRC USA). También se ha incluido una tabla con los requerimientos mínimos diarios de las vitaminas más importantes en diferentes etapas y situaciones de la vida, según las mismas recomendaciones. En aquellos casos en que el aporte puede ser crítico, debemos asegurarnos que nuestra alimentación las incluye para evitar carencias.

Vitaminas liposolubles

Son las que se disuelven en disolventes orgánicos, grasas y aceites. Se almacenan en el hígado y tejidos adiposos, por lo que es posible, tras un aprovisionamiento suficiente, subsistir una época sin su aporte.

Si se consumen en exceso (más de 10 veces las cantidades recomendadas) pueden resultar tóxicas. Esto les puede ocurrir sobre todo a deportistas, que aunque mantienen una dieta equilibrada recurren a suplementos vitamínicos en dosis elevadas, con la idea de que así pueden aumentar su rendimiento físico. Esto es totalmente falso, así como la creencia de que los niños van a crecer más cuantas más vitaminas les hagamos tomar.

Vitamina A - (Retinol)

La vitamina A sólo está presente como tal en los alimentos de origen animal, aunque en los vegetales se encuentra como pro vitamina A, en forma de carotenos. Los diferentes carotenos se transforman en vitamina A en el cuerpo humano. Se almacena en el hígado en grandes cantidades y también en el tejido graso de la piel (palmas de las manos y pies principalmente), por lo que podemos subsistir largos períodos sin su aporte. Se destruye muy fácilmente con la luz, con la temperatura elevada y con los utensilios de cocina de hierro o cobre.

La función principal de la vitamina A es la protección de la piel y su intervención en el proceso de visión de la retina. También participa en la elaboración de enzimas en el hígado y de hormonas sexuales y suprarrenales. El déficit de vitamina A produce ceguera nocturna, sequedad en los ojos (membrana conjuntiva) y en la piel y afecciones diversas de las mucosas. En cambio, el exceso de esta vitamina produce trastornos, como alteraciones óseas, o incluso inflamaciones y hemorragias en diversos tejidos.

El consumo de alimentos ricos en vitamina A es recomendable en personas propensas a padecer infecciones respiratorias (gripes, faringitis o bronquitis), problemas oculares (fotofobia, sequedad o ceguera nocturna) o con la piel seca y escamosa (acné incluido).

Vitamina D - (calciferol)

La vitamina D es fundamental para la absorción del calcio y del fósforo. Se forma en la piel con la acción de los rayos ultravioleta en cantidad suficiente para cubrir las necesidades diarias. Si tomamos el sol de vez en cuando, no tendremos necesidad de buscarla en la dieta.

En países no soleados o en bebés a los que no se les expone nunca al sol, el déficit de vitamina D puede producir descalcificación de los huesos (osteoporosis), caries dentales graves o incluso raquitismo.

Vitamina E - (tocoferol)

El papel de la vitamina E en el hombre no está del todo definido, pero se ha observado que es indispensable en la reproducción de algunos animales y previene el aborto espontáneo. Gracias a su capacidad para captar el oxígeno, actúa como antioxidante en las células frente a los radicales libres presentes en nuestro organismo. Al impedir la oxidación de las membranas celulares, permite una buena nutrición y regeneración de los tejidos. Debemos asegurarnos un aporte suficiente de vitamina E si queremos mantenernos jóvenes y saludables.

El déficit de vitamina E puede ocasionar anemia, destrucción de los glóbulos rojos de la sangre, degeneración muscular y desordenes en la reproducción. Un exceso de vitamina E puede dar lugar a trastornos metabólicos, por lo que debemos limitarnos a consumirla en los alimentos de la dieta (cereales integrales, germinados, aceites vegetales, etc). Hay que tener en cuenta que con la cocción de los alimentos se destruye gran parte de esta vitamina. No se debe tomar a la vez que los suplementos de hierro, puesto que ambos interactúan y se destruyen.

Vitamina K - (anti-hemorrágica)

Se la llama anti-hemorrágica porque es fundamental en los procesos de coagulación de la sangre. Se encuentra en las hojas de los vegetales verdes y en el hígado de bacalao, pero normalmente se sintetiza en las bacterias de la flora intestinal. Es muy difícil que se produzcan carencias en los adultos, pero puede darse el caso si nos sometemos a un tratamiento con antibióticos durante un período prolongado. En caso de déficit de vitamina K pueden producirse hemorragias nasales, en el aparato digestivo o el genito-urinario. Las necesidades del adulto medio son de unos 80 µg al día para los varones, y unos 65 µg para las mujeres (RDA USA).

Vitaminas hidrosolubles

Se caracterizan porque se disuelven en agua, por lo que pueden pasarse al agua del lavado o de la cocción de los alimentos. Muchos alimentos ricos en este tipo de vitaminas no nos aportan al final de prepararlos la misma cantidad que contenían inicialmente. Para recuperar parte de estas vitaminas (algunas se destruyen con el calor) se puede aprovechar el agua de cocción de las verduras para preparar caldos o sopas.

A diferencia de las vitaminas liposolubles no se almacenan en el organismo. Esto hace que deban aportarse regularmente y sólo puede prescindirse de ellas durante algunos días.

El exceso de vitaminas hidrosolubles se excreta por la orina, por lo que no tienen efecto tóxico por elevada que sea su ingesta.

Vitamina C - (ácido ascórbico)

Esta vitamina se encuentra casi exclusivamente en los vegetales frescos. Su carencia produce el escorbuto, pero es muy poco frecuente en la actualidad, ya que las necesidades diarias se cubren con un mínimo de vegetales crudos que consumamos. Por ser una vitamina soluble en agua apenas se acumula en el organismo, por lo que es importante un aporte diario.

Actúa en el organismo como transportadora de oxígeno e hidrógeno, pero también interviene en la asimilación de ciertos aminoácidos, del ácido fólico y del hierro. Al igual que la vitamina E, tiene efectos antioxidantes. La vitamina C participa también de forma decisiva en los procesos de desintoxicación que se producen en el hígado y contrarresta los efectos de los nitratos (pesticidas) en el estómago.

AUTOPREGUNTAS DEL COMPAÑERO   ISRAEL BOLIVAR   -  

1. Que son los compuestos orgánicos

Los componentes orgánicos tienen una estructura más compleja. Son macromoléculas de alto peso molecular formadas mayormente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, y en menor proporción por azufre, fósforo y otros elementos. Forman cadenas constituidas por enlaces de carbono muy estables. No son resistentes al calor. Tienen bajos puntos de ebullición y de fusión. Son ejemplos de compuestos orgánicos las proteínas los carbohidratos, los lípidos, y todos los ácidos nucleicos.

2. Cuáles son las características de los Compuestos orgánicos

Todos los compuestos orgánicos utilizan como base de construcción al átomo de carbono y unos pocos elementos más, mientras que en los compuestos inorgánicos participan la gran mayoría de los elementos conocidos.-En su origen los compuestos inorgánicos se forman ordinariamente por la acción de las fuerzas fisicoquímicas: fusión, sublimación, difusión, electrolisis y reacciones químicas a diversas temperaturas. La energía solar, el oxígeno, el agua y el silicio han sido los principales agentes en la formación de estas sustancias. Las sustancias orgánicas se forman naturalmente en los vegetales y animales pero principalmente en los primeros, mediante la acción de los rayos ultravioleta durante el proceso de la fotosíntesis: el gas carbónico y el oxígeno tomados de la atmósfera y el agua, el amoníaco, los nitratos, los nitritos y fosfatos absorbidos del suelo se transforman en azúcares, alcoholes, ácidos, ésteres, grasas, aminoácidos, proteínas, etc., que luego

por reacciones de combinación, hidrólisis y polimerización entre otras, dan lugar a estructuras más complicadas y variadas.

3. Que son los Carbohidratos

Los glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos son moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Son solubles en agua y se clasifican de acuerdo a la cantidad de carbonos o por el grupo funcional aldehído. Son la forma biológica primaria de almacenamiento y consumo de energía.

4. Que son los Lípidos

Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas, la mayoría son biomoléculas, compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno, tienen como característica principal el ser hidrofóbicas o insolubles en agua y sí en solventes orgánicos como la bencina, el benceno y el cloroformo. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales. Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energética, la estructural y la reguladora.

5. Que son los Nucleótidos

Los nucleótidos son moléculas orgánicas formadas por la unión covalente de unos monosacáridos de cinco carbonos, una base nitrogenada y un grupo fosfato. El nucleótido es la parte del nucleótido formado únicamente por la base nitrogenada y la pentosa.

6. Que son los Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos son macromoléculas, polímeros formados por la repetición de monómeros llamados nucleótidos, unidos mediante enlaces fosfodiéster. Se forman, así, largas cadenas o polinucleótidos, lo que hace que algunas de estas moléculas lleguen a alcanzar tamaños gigantes.

AUTO PREGUNTAS YEIZON FABIAN DURANGO ERAZO

1. ¿Ejemplos y usos de Amidas?

La Urea es uno de los compuestos más importantes relacionados con las amidas:

Su estructura es: H2NCONH2

La urea es un polvo blanco cristalino utilizado en plásticos y fertilizantes. Es un producto del metabolismo de las proteínas; se encuentra en altas concentraciones en la orina de los animales.

Por otra parte, el Nylon (nailon) también pertenece a la familia de las amidas y es considerada como una poliamida.

Este compuesto ha remplazado en gran medida a la seda, ya que la producción natural de la misma resulta muy difícil, pues se realiza por medio del gusano de seda.

Otra amida es la Nicotinamida, uno de los compuestos que conforma el complejo B de las vitaminas

Entre los usos más conocidos de las amidas se encuentran:

Las llamadas poliamidas, las cuales son materia prima de muchas fibras sintéticas: como los diferentes tipos de nylon

Además, también algunos tipos de poliamidas son utilizados en pinturas especiales de tipo industrial y en la industria del plástico

En la medicina, se utiliza como analgésico y antipirético (reduce la fiebre), como en el caso del acetaminofén; así como también es usado en la síntesis de fármacos hipnóticos y anti convulsionante.

2. ¿Qué es un aminoácido? ¿Cuál es su estructura? ¿A qué se llama aminoácidos esenciales?

Los aminoácidos son las unidades estructurales de las proteínas. Un aminoácido es una molécula orgánica que posee una función amino -NH2, una función ácido -COOH y una cadena lateral -R unidos a un carbono. Su fórmula general es: Los aminoácidos esenciales son aquellos que deben ser ingeridos en la dieta, porque no pueden ser sintetizados por organismos heterótrofos. En el caso de la especie humana son: fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptófano y valina.

3. ¿Qué son los aminoácidos naturales?

Para comprender qué son los aminoácidos hay que hablar de las proteínas, unidades que nos resultan más familiares. Estas consisten en una base importante para el crecimiento y desarrollo, tanto de los órganos como de los tejidos. En una analogía con la construcción, las proteínas serían los ladrillos de la casa a construir (siendo la casa en la realidad nuestro organismo) y los aminoácidos vendrían a ser los elementos de los que están hechos esos ladrillos. Se sabe que un aporte insuficiente de aminoácidos está asociados con dificultades en el crecimiento, especialmente del tejido muscular, así como con otros trastornos de la salud. En síntesis, los aminoácidos son las unidades estructurales de las proteínas, o dicho de otra manera, las proteínas están formadas por cadenas de aminoácidos entrelazados entre sí. A su vez, los aminoácidos más naturales están formados por carbono, hidrógeno y nitrógeno.

4. Realiza una clasificación de las proteínas simples atendiendo a su función.

Solución: Función estructural: Escleroproteínas como el colágeno, que forma parte de los tejidos conjuntivo, cartilaginoso y óseo; la elastina, que se encuentra en los pulmones y en las arterias permitiendo su deformación y recuperación posterior, y la queratina, que forma

parte de uñas, pelos, cuernos, etc. Las histonas forman parte de la estructura de los cromosomas. Función de reserva: Albúminas, como la lactoalbúmina, la ovoalbúmina y la seroalbúmina, presentes en la leche, los huevos y la sangre, respectivamente. Función defensiva: Globulinas, como, por ejemplo, las inmunoglobulinas, que son proteínas de defensa contra las enfermedades.

5 ¿Qué es el azufre? ¿Porque el azufre es importante?

El azufre es un elemento activo que se combina directamente con la mayor parte de los elementos conocidos. Puede existir tanto en estados de oxidación positivos como negativos, y puede formar compuestos iónicos así como covalentes y covalentes coordinados. Sus empleos se limitan principalmente a la producción de compuestos de azufre. Sin embargo, grandes cantidades de azufre elemental se utilizan en la vulcanización del caucho, en atomizadores con azufre para combatir parásitos de las plantas, en la manufactura de fertilizantes artificiales y en ciertos tipos de cementos y aislantes eléctricos, en algunos ungüentos y medicinas y en la manufactura de pólvora y fósforos. Los compuestos de azufre se emplean en la manufactura de productos químicos, textiles, jabones, fertilizantes, pieles, plásticos, refrigerantes, agentes blanqueadores, drogas, tintes, pinturas, papel y otros productos.

Compuestos principales: El sulfuro de hidrógeno (H2S) es el compuesto más importante que contiene sólo hidrógeno y azufre. Es un gas incoloro que tiene un olor fétido (semejante al de los huevos podridos) y es muchísimo más venenoso que el monóxido de carbono, pero se advierte su presencia (por su olor) antes de que alcance concentraciones peligrosas.

Bibliografía

http://recreandomeconlaquimica.blogspot.com/p/los-esteres.html

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000024/lecciones/cap01/01_01_13_14.htm http://www.uv.es/tunon/pdf_doc/AcidosNucleicos_veronica.pdf

http://roble.pntic.mec.es/cgee0005/cidead_fyq4/4quincena10/quimica/tema3/pagina26.htm

http://elementos.org.es/azufre

http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/002222.htm

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biomol/contenidos17.htm

http://centrodeartigo.com/articulos-enciclopedicos/article_91856.html

http://infobiosalud.blogspot.com/2011/07/vitaminas-liposolubles.html