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• César Augusto Cahuapaza Coila

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BIOLOGÍA Primer Bimestre

EXCELENCIA PRE-U

Pág. Ser vivo

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Bioquímica 10 Glúcidos y Lípidos

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Proteínas y Ácidos Nucleicos

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Virus 30 Citología 35 Citoplasma 40 Repaso 46

Ser vivo Los seres con vida son porciones de materia muy bien organizada con propiedades de autoconservación e interacción con su medio ambiente, con los de su misma especie y con especies distintas. Veamos las características presentes en todo ser vivo.

ORGANIZACIÓN COMPLEJA Y ESPECÍFICA Desde el organismo unicelular más simple, los seres vivos están organizados de manera específica y compleja, esta sistematización es química y biológica. a) Organización química: Presentan los niveles: bioelementos, biomoléculas simples, macromoléculas y asociaciones supramoleculares. b) Organización biológica en pluricelulares: Presenta los niveles: celular, tisular, orgánico, sistemático, individuo poblacional, biocenosis o comunidad biótica y biósfera.

Recuerda

Nota:

En ecología se organizan en los siguientes niveles: Ecosistema, bioma y ecósfera.

Flor de la cantuta cantua buxifolia, flor nacional del Perú. METABOLISMO “Transformando la materia y energía para vivir” Todos los seres vivos necesitan energía para realizar diversas funciones internas e interactuar con su medio ambiente, también necesitan diversos materiales para completar su correcto funcionamiento. El anabolismo y el catabolismo son reacciones antagónicas separadas para un mejor estudio, pero ambas forman una unidad: El metabolismo. Excelencia Pre-U

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Biología

HOMEOSTASIS “Brindando el equilibrio” Es el estado de equilibrio constante que permite calidad de vida. Ejemplo: Regulación de la temperatura corporal dada por las glándulas sudoríparas, regulación hídrica dada por los riñones quienes expulsan el exceso hídrico (agua) e iónico (sales minerales) en forma de orina.

RELACIÓN Todo ser vivo interactiva con su entorno captando estímulos y respondiéndolos. Los estímulos pueden ser externos, como el fototropismo, geotropismo. También se dan los estímulos internos, como la sudoración, debido al exceso de actividad muscular; la micción, debido al llenado de la vejiga. Las respuestas pueden ser: a) Adaptación: estímulo permanente. b) Irritabilidad: estímulo temporal.

CRECIMIENTO Y DESARROLLO Todos los seres vivos nacen, crecen, se desarrollan, se reproducen y mueren (ciclo de vida). El crecimiento es el aumento de volumen y peso de un organismo, mientras que el desarrollo es un proceso gradual de cambios que tienen como consecuencia la maduración del ser vivo. El crecimiento está determinado por varios factores; entre ellos se distinguen dos grupos: Extrínsecos (externos) e intrínsecos (internos). FACTORES EXTRÍNSECOS

FACTORES INTRÍNSECOS

- El clima, etc. - Patrón genético. - La alimentación (la cual influye por su calidad y - Acción de las hormonas (en caso de multicelulares cantidad sobre el crecimiento y desarrollo. permitirán la diferenciación y la organogénesis)

Biología

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huir (taxia negativa). Por ejemplo en la quimiotaxis positiva el organismo es atraído por una sustancia química. Las estructuras que permiten el desplazamiento son: flagelos, cilios, pseudópodos, etc.

REPRODUCCIÓN Y HERENCIA Mediante la reproducción los organismos dan lugar a descendientes iguales (reproducción asexual – sin variabilidad genética) o semejantes a ellos mismos (reproducción sexual – con variabilidad genética). Esto garantiza la supervivencia (sucesión de generaciones) de estas especies en el espacio y tiempo. La información genética de los seres vivos se encuentra almacenada en forma de moléculas de ADN. Estas moléculas contienen codificada toda la información necesaria para el funcionamiento y desarrollo de un ser vivo. Cuando un ser vivo se reproduce, pasa esta información genética a sus descendientes.

El neutrófilo (glóbulo blanco se siente atraído por las sustancias químicas que deja el invasor (la bacteria) y va tras ellas, esta propiedad se llama quimiotaxis y se realiza por medio de pseudópodos, una vez ubicada la fagocita.

REPRODUCCIÓN Asexual

Sexual

Z

Z

A

B

INDIVIDUO MULTICELULAR - Taxias o tactismo: Fototaxia, geotaxia, tigmotaxia, hidrotaxia, anemotaxia, etc. - Nastias: es una respuesta pasajera de determinados órganos de un vegetal frente a un estímulo de carácter externo y difuso. Ejemplo: Fotonastia, geonastia, hidronastia, etc. - Tropismo: Indica el crecimiento o cambio direccional de un organismo, generalmente una planta, como respuesta a un estímulo medioambiental. Si el órgano se mueve en la misma dirección del estímulo se denomina tropismo positivo, si se aleja será tropismo negativo. Ejemplo: fotosíntesis, geotropismo, etc. - Los animales también realizan movimientos de desplazamiento (taxias), como reptar, volar, nadar, saltar, marchar, galopar, etc.

Z AB

EVOLUCIÓN “Cambio gradual de una población” Es el cambio en la frecuencia de los alelos (genes para una determinada característica) de una población a lo largo de las generaciones. Este cambio puede ser causado por diferentes mecanismos, tales como la selección natural (es la fuerza más importante de la evolución), la deriva genética, la mutación y la migración o flujo genético. Para que este cambio sea exitoso es importante el proceso de adaptación.

Retroalimentación 1. Desde el organismo celular más simple al más complejo, estos representan una organización __ _______________________________________

MOVIMIENTO

2. _________________________se encarga de transformar la materia y energía para vivir, presenta dos reacciones antagónicas: el ANABOLISMO y el _____________________.

Los seres vivos responden a diversos estímulos mediante movimientos, estos pueden ser: a) Nivel citoplasmático: Movimientos simples como la ciclosis (movimiento permanente giratorio, de corriente regular o irregular del citoplasma). b) Nivel celular: puede darse por estímulos como: - Taxias: Movimiento como respuesta a un estímulo que se hace seguir (Taxia positiva) o Excelencia Pre-U

3. ________________________es el estado de equilibrio constante que permite calidad de vida. 4. _________________________ permite que una determinada especie se perpetúe en el tiempo. 7

Biología

Trabajando en clase A) Deduce a que característica de los seres vivos corresponden estos casos.

Experimentos de regeneración demuestran que la forma de la umbela está bajo control de alguna estructura en el tallo o la raíz. Si se elimina de manera experimental la umbela de acetabularia, crece otra al cabo de unas cuantas semanas. Este fenómeno, común en organismos inferiores, se denomina regeneración. Es un hecho que ha traído la atención de investigadores en especial de J. Hammerling y J. Brachet, quienes se interesaron en la relación que pudiera haber entre el núcleo y las características físicas del alga. Dada su gran tamaño, acetabularia puede ser objeto de operaciones que serían imposibles con células más pequeñas. Los investigadores citados realizaron una brillante serie de experimentos que sirvieron de base para gran parte de los conocimientos modernos acerca del núcleo celular. En muchos de aquéllos utilizaron dos especies, acetabularia mediterránea, que posee umbela pequeña, y acetabularia crenulata, que tiene una umbela divertida en un conjunto de proyecciones digitiformes. El tipo de umbela que se regenera depende de la especie de acetabularia utilizada en el experimento. Como podría esperarse, acetabularia crenulata se regenera en una umbela “cren” y acetabularia mediterránea, en una umbela “med”. Sin embargo, se pueden injertar algas sin umbela de especies diferentes en un hibrido. Mediante esta unión, se regeneran en una umbela común que posee características intermedias entre las de dos especies utilizadas. Así pues, está claro que alguna estructura de la parte inferior de la célula controla la forma de la umbela. Los experimentos de intercambio de tallos indican que, si bien el tallo ejerce control a corto plazo, la raíz lo ejerce a largo plazo. Se puede unir una sección de acetabularia con una raíz que no sea la suya mediante acortamiento de las paredes celulares una respecto de otra. De esta manera, pueden mezclarse los tallos y las raíces de especies diferentes. En primer término se toma acetabularia mediterráneay acetabularia crenulata, y se eliminan las umbelas. Después, se cortan los tallos respecto de las raíces, y por último se intercambian las partes. ¿Qué ocurre?. Quizá no lo que el lector esperaría. Las cubiertas que se regeneran son las características no de la especie donadora de las raíces, sino de la donadora de los tallos.

⇒

⇐

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⇐

B) La lectura Acetabularia es de fácil manipulación porque es un organismo unicelular gigantesco. Para quienes tienen inclinaciones románticas la yerba marina acetabularia semeja una copa de vino, si bien la traducción literal de su nombre, “copa de vinagre”, es menos elegante. En el siglo XIX, los biólogos descubrieron que esta alga eucariótica marina consiste en una sola célula gigantesca. La acetabularia, de casi 5cm de longitud, es pequeña como yerba marina y enorme como organismo unicelular. Consiste en: 1) péndulo de sujeción, semejante a una raíz; 2) un largo tallo cilíndrico, y 3) una umbela. El núcleo se localiza en la estructura radicular, tan distante de la umbela como pudiera estarlo. Biología

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1.

¿Qué es la acetabularia? ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________

2.

¿Qué características presenta la acetabularia? ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________

3.

¿Qué es la regeneración y quienes la presentan? ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________

verificando el aprendizaje 1. Los caracteres básicos fundamentales de todo ser vivo son: (SM-77) a) Reproducción y mutación. b) Composición química y metabolismo. c) Reproducción y diferenciación. d) Organización específica y adaptación. e) Coordinación y crecimiento.

mente. e) Ser el medio más seguro de multiplicación. 6. Una levadura o una arqueobacteria pueden ser descritas a través de los siguientes niveles de organización: a) Macromolecular y supramolecular b) Celular y organismo c) Población y celular d) Molecular y celular e) Celular y macrocelular

2. El movimiento propio de organismos unicelulares, vegetales y animales, se denomina: (SM-80) a) Biotaxis b) Taxia c) Nastia d) Tropismo e) Protocooperación

7. Un ser vivo pluricelular cuya arquitectura anatómica está constituida en base a tejidos, órganos y sistemas, corresponde al nivel de organización: a) Celular b) Ecosistema c) Comunidad d) Organismo e) Población 8. No es una característica de todo ser vivo: a) Regenerar órganos. b) Tener estructura físico-química definida. c) Ser dependiente de su entorno físico. d) Tener organización muy compleja. e) Realizar metabolismo.

3. Homeostasis es: (SM-80) a) El periodo de descanso en la velocidad de crecimiento un una población de células. b) El intercambio de CO2 y oxígeno entre animales y plantas. c) El equilibrio que debe existir entre el número de animales y plantas en un área determinada. d) El intercambio de energía entre el medio interno de un organismo y su medio ambiente. e) El mantenimiento de un equilibrio termodinámico entre los órganos y sistemas.

9. Para que la vida se mantenga y extienda a través del tiempo, es indispensable que los seres vivos realicen la (el): a) Reproducción b) Irritabilidad c) Catabolismo d) Hematosis e) Homeostasis

4. La reproducción sexual en un organismo es importante porque: (SM-97) a) Forma gametos haploides. b) Produce variabilidad genética. c) Mantiene la pareja. d) Asegura su supervivencia. e) Origina descendencia semejante.

10. Podemos definir una población como: a) El conjunto de organismos en un solo espacio. b) La reunión de vegetales en una ecorregión específica. c) El conjunto de invertebrados en un determinado ambiente. d) La reunión de organismos de la misma especie. e) El conjunto de organismos que habitan en espacios terrestres.

5. La reproducción sexual ofrece la ventaja de: (SM-76) a) Producir individuos más vigorosos. b) Ser más rápida que otras formas de multiplicación. c) Aumentar la variabilidad de los individuos dentro de la especie. d) Eliminar a los individuos menos fuertes físicaExcelencia Pre-U

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Biología

Bioquímica COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS

BIOELEMENTOS

ALIMENTOS EN LOS QUE SE ENCUENTRA

FUNCIONES PRINCIPALES

EFECTOS DE LA DEFICIENCIA

Formación de huesos y dientes, coagulación sanguínea, transmisión Raquitismo, osteoporosis. nerviosa, contracción muscular. Desequilibrio ácido – base Cloro Sal, algunas verduras y frutas. Equilibrio hídrico. en los fluidos corporales (Cl (raro). Fallos de crecimiento, Activación en enzimas, síntesis de Magnesio Cereales, verduras de hoja problemas del proteínas. (Mg) verde. comportamiento, Forma parte de la clorofila. convulsiones. Calcio (Ca)

Leche, queso, legumbres, verduras.

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Fósforo (P)

Leche, queso, yogur, pescado, aves de corral, carnes, cereales.

Potasio (K)

Plátanos, verduras, papas, leche, carnes.

Azufre (S)

Pescado, aves de corral, carnes.

Sodio (Na)

Sal de mesa.

Cromo (Cr)

Legumbres, cereales, vísceras, grasas, aceites vegetales, carnes, agua potable.

Formación de huesos y dientes, equilibrio hídrico.

Debilidad, perdida de calcio.

Equilibrio hídrico y transmisión nerviosa. Regulador de la presión osmótica.

Calambres musculares, pérdida del apetito, ritmo cardiaco irregular.

Funcionamiento del hígado.

Raro

Transmisión del impulso nervioso. Equilibrio hídrico y funcionamiento del hígado.

Calambres musculares, pérdida del apetito.

Metabolismo de la glucosa.

Aparición de diabetes en adultos. Anemia; afecta al desarrollo de huesos y nervios.

Cobre (Cu)

Carnes, agua potable.

Formación de los glóbulos rojos (hemocianina).

Flúor (F)

Agua potable, té, mariscos.

Resistencia a la caries dental (dureza al esmalte).

Yodo (I) Hierro (Fe)

Carnes magras, huevos, cereales, verduras de hoja verde, legumbres.

Zinc (Zm) Cobalto (Co) Silicio (Si)

Pescado de mar, mariscos, productos lácteos, verduras, sal yodada. Carnes magras, pan y cereales, legumbres, mariscos.

Caries dental

Síntesis de las hormonas tiroideas.

Inflamación del tiroides (bocio).

Formación de hemoglobina.

Anemia.

Componentes de muchas enzimas. Forma parte de la insulina.

Fallas en el crecimiento, atrofia de las glándulas sexuales, y retraso en la curación de heridas. Anemia perniciosa, problemas neurológicos, falta de crecimiento,

Componente de lacianocobalamina (vitamina del complejo B), forma glóbulos rojos y mielina. Constituyente del silicato de esterol, Espinaca, cereales, manzana, principal componente de las Osteoporosis, osteoartritis, naranja, cerezas, apio, pepino, plumas de aves, mantiene huesos y caries. maní, almendras. articulaciones saludables. Carnes, huevos y lácteos.

BIOMOLÉCULAS

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Biología

A. Biomoléculas inorgánicas 1. Agua - - - -

Es el solvente universal. En ella se llevan a cabo la mayoría de reacciones bioquímicas. Compuesto más abundante de la naturaleza (Medusa = 98%, hombre adulto = 75% aprox.). PH = 7 (Neutro). Debido al equilibrio entre los iones hidronios e iones oxidrilos.

Recuerda El agua (H2O) es una molécula bipolar ( – + )



Naturaleza, propiedades y funciones del agua NATURALEZA Dipolar – +

PROPIEDADES Constante dieléctrica

Disolvente Disociador

FUNCIONES

Adhesión Capilaridad (El agua sube por medio rasos capilares). Alta tensión superficial Alto calor específico Termo regulador ambiental y orgánico. Cohesión Molecular Densidad en estado sólido o Termoaislante de organismos acuáticos de regiones líquido. polares. (Polaridad)

2. Sales minerales -

Moléculas compuestas por un METAL y por un RADIAL NO MÉTALICO (catión enlazado a un anión por enlace iónico). - Se encuentran disueltos en los líquidos celulares, cualquier cambio tiene impacto negativo directo en la salud del organismo. - Mantienen el equilibrio OSMÓTICO; participan en la activación de enzimas y constituyen estructuras proteicas. - Forman estructuras de soporte como: • Queratinato de calcio → pico de aves • Carbonato de calcio → cáscara de huevos en aves y conchas de moluscos • Nitratos y fosfato → guano de aves • Quitinato de calcio → exoesqueleto de artrópodos • Hidroxia patita → en el esmalte y dentina en mamíferos • Fosfato de calcio → huesos de vertebrados

3. Ácidos y bases:

a) Ácidos: Presenta pH menor que 7, en solución acuosa libera H+ (protones o hidrogeniones). b) Base: Presenta pH mayor que 7, en solución acuosa libera [OH]- (iones hidróxilo) Para que exista HOMEOSTASIS (equilibrio) los organismos deben mantener un pH equilibrado. c) Buffer (amortiguador): Son sustancias que impiden cambios bruscos en la acidez o alcanidad de los fluidos corporales. También se llaman tampones. Biología

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Recuerda El pH de la sangre es 7,4; el ácido carbónico / ión bicarbonato tienen un papel importante. Ejemplos de Tampón: Fosfato, proteinato, hemoglobina, bicarbonato. Excelencia Pre-U

4. Gases:

Tenemos al O2, CO2, N2 y H2 y, en menos proporción el NH3 (amoniaco) y CH4 (metano), estas se difunden a través de las membranas. - El O2, es usado para la producción de energía (reacción aeróbica). - El CO2 y el N2 permiten la síntesis de compuestos orgánicos (en autótrofos).

Recuerda El agua es el solvente universal en el cual casi todas las sustancias se disuelven gracias a su carácter dipolar.

Retroalimentación 1. 2. 3. 4.

Son bioelementos primarios………………………………………………. Son bioelementos secundarios……………..; …………….. ; ……………. ; …………. ; ……………. El pH de la sangre es…………………………………………………………... …………………………………… es la biomolécula más abundante en los seres vivos.

Trabajando en clase A) Completar

⇒ ⇓

Las neuronas del encéfalo requieren ...................... y ………………. para la conducción nerviosa.

Participa activamente en la formación de hemoglobina ………. Excelencia Pre-U

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Biología

Los huesos requieren …………….

⇐

⇒

Participa en la contracción muscular ………………….

B) Lectura: El Bocio

Se denomina bocio al aumento de volumen de la glándula tiroides (tiroidomegalia). La glándula tiroides suele pesar unos 20-30 gr. pero en caso de bocio puede llegar a pesar hasta 1 kg; aunque tiene diferentes causas, la más frecuente es una captación de yodo inferior a la necesaria, debido a un déficit en la dieta. Aunque puede aparecer en cualquier localización, es endémico en zonas geográficas montañosas (Andes, Himalaya) donde el escaso aporte de yodo tiene su origen en el predominio de determinados cultivos, las propiedades químicas del suelo o la dificultad de las comunicaciones, que impiden diversificar el origen de los alimentos.



A este respecto, el Dr. Marañón señalaba, en 1927, que el bocio es un problema de civilización. En España, esta enfermedad presentó una alta prevalencia en zonas aisladas y deprimidas económicamente, como Las Hurdes (Extremadura).



Las necesidades diarias de yodo se cifran en 100-150 mg, que se aportan por los alimentos de la dieta. Con carácter preventivo, se han suplementado con yodo ciertos alimentos de consumo general, como pan y aceite, pero lo más generalizado es la utilización de sal yodada en la dieta. Además de la escasez de yodo en la alimentación, se han descrito ciertos elementos cuya presencia dificulta la correcta captación del yodo por la tiroides. Son las denominadas sustancias o elementos bociógenos. Entre ellos se encuentran el calcio, el litio, el flúor, el cobalto; asimismo, son bociógenos las plantas del género Brassica (col, coliflor, rábanos) o las nueces.



El bocio está epidemiológicamente asociado con el cretinismo y la sordomudez así como con la deficiencia mental en diversos grados; cuanto más precoz es el déficit de yodo, mayor es la gravedad.



Por tanto, las formas más graves son las que comienzan durante el desarrollo fetal, por lo que el déficit de yodo es peligroso en mujeres en edad fecunda.



En algunas ocasiones, un exceso de yodo puede orinar la existencia de bocio endémico. Es el caso de la isla de Hokkaido, en el archipiélago japonés. Un excesivo consumo de yodo bloquea la liberación de las hormonas tiroideas y la organificación del elemento. En otras situaciones, la administración de cientos medicamentos (sulfonilureas, ácido paraaminosalicílico, etc) puede producir bocio (iatrogénico).

Biología

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1. ¿Qué es el bocio? _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ 2. ¿Qué produce el bocio? _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ 3. ¿Cómo puedes prevenir el bocio? _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________

Verificando el aprendizaje 1. Los átomos más importantes en los seres vivos. (SM-05 I) a) son los que poseen mayor tamaño. b) son el oxígeno, hidrógeno y el nitrógeno. c) suelen formar enlaces covalentes. d) no tienen probabilidad de hibridación de orbitales. e) suelen formar enlaces iónicos.

6. Principal componente inorgánico en los huesos y clientes: a) Agua b) Gases c) Carbono d) Carbonato de sodio e) Hidroxiapatita

2. La hemoglobina es al hierro, como la clorofila es al: (SM-89) a) manganeso. b) aluminio. c) magnesio. d) cloro. e) cinc.

7. El pH de la molécula del agua es: a) 7,4 b) 7,2 c) 7,0 d) 7,1 e) 7,3

3. En la materia viviente, el agua es considerada un disolvente universal por su carácter. (SM-02) a) reductor. b) hidrofóbico. c) inorgánico d) dipolar. e) oxidante.

8. Es un bioelemento primario: a) Magnesio b) Cobalto c) Zinc d) Cobre e) Carbono

4. Principal componente inorgánico de la materia viva: a) Nucleosido b) Aminoácidos c) Agua d) Triglicéridos e) Fosfolípidos

9. El cobre es componente de: a) Hemoglobina b) Hemocianina c) Mioglobina d) Queratina e) Insulina

5. Elemento que participa en la coagulación sanguínea: a) Cobre b) Yodo c) Calcio d) Bromo e) Azufre Excelencia Pre-U

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10. El Fe es a la hemoglobina como el…………..es a la clorofila. a) K b) Mn c) Mg d) I e) Cl Biología

Glúcidos y Lípidos Glúcidos Biomoléculas orgánicas (presentan C-C) Glúcidos o carbohidratos (Su monómero es el monosacárido)

DEFINICIÓN Son biomoléculas orgánicas termarias (C,H, O). POR SU GRUPO FUNCIONAL

POR SU NÚMERO DE CARBONOS Triosa C3H6O3 Tetrosa C4H8O4

Pentosa C5H10O5 Hexosa C6H12O6 Heptosa C7H14O7

Clasificación

IMPORTANCIA 1. Estructura: Celulosa (vegetales), quitina (hongos y crustáceos). 2. Energética: Glúcidos. 3. Reserva Energética: Almidón (vegetales), glucógeno (animales). ALDOSA (-CHO)

CETOSA (-CO-)

Gliceraldehído

Dihidroxiacetona

Eritrosa

Eritrulosa

Ribosa Arabinosa Xilosa Glucosa Manosa Galactosa Talosa _

a) Monosacáridos (=OSA)

Según el número de carbonos. - Triosa 3C → Glicerosa, Pihidroxiacetona - Tetrosa HC → Eritrosa - Pentosa 5C → Ribulosa (fotosíntesis), Ribosa (ATP, ARN), desoxirribosa (ADN) - Hexosa 6C → Galactosa (leche materna), fructosa (frutas, miel, semen), glucosa (3,800 cal).



Formado por la unión de dos monosacáridos. Biología

Fructosa Heptulosa

Unidos por enlace glucosídico: 1. Maltosa: Glucosa – glucosa (enlace a 1,4) 2. Trehalosa: Glucosa – glucosa (enlace a 1,1) 3. Lactosa: Galactosa – glucosa 4. Sacarosa: Glucosa – fructosa

c) Polisacarido (=Poliholosido)

b) Disacarido (=Diholósido)

Ribulosa Xilulosa

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Conjunto de monosacáridos más de diez. 1. Almidón: Reserva de vegetales. 2. Glucógeno: Reserva de bacterias, hongos, animales. 3. Celulosa: Pared celular de vegetales. 4. Quitina: en pared celular de hongos y exoesqueleto de astrópodos. 5. Ácido hialurónico: Componente del tejido conectivo Excelencia Pre-U

Gliceraldehído (C3H8O3) (a) Triosas (azúcares de tres carbonos)

Dihidroxiacetona (C3H6O3), una cetona

Galactosa (C6H12O6), un aldehído

Enlace glucosídico Resulta de la interacción entre los grupos OH de dos monosacáridos. Durante el proceso, una molécula de agua es eliminada. Los tipos de enlaces glucosídicos se representan mediante letras griegas. Así tenemos los enlaces a glucosídicos y b glucosídicos.

Ribosa (C5H10O5), azúcar de RNA, (b) Pentosas (azúcar de cinco carbonos)

Desoxirribosa (C5H10O4), azúcar del DNA

Glucosa (C6H12O6), un aldehído (c), hexosas (azúcares de seis carbonos)

Fructosa (C6H12O6), una cetona

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Biología

Lípidos (grasas) DEFINICIÓN

CLASIFICACIÓN

Son biomoléculas orgánicas ternarias (C,H,O), insolubles en el agua y solubles en disolventes orgánicos.

a) Lípido simple:

IMPORTANCIA BIOLÓGICA 1. 2. 3. 4. 5.

Estructural: Fosfolípidos Reserva Energética: Triglicéridos Reguladora: Testosterona Electro aislante: Mielina Hidro aislante: Cútina

COMPONENTES Alcohol y ácidos grasos. - Alcohol: Moléculas con grupo (OH) hidroxilo. Ejemplo: Gricerol



Formado por ácido graso y alcohol unidos por el enlace ESTER. Puede ser: - Glicérido = Ácido graso = ACILGLICÉRIDO Su tipo más importante es el triglicérido. Ejemplo: Trioleina (aceituna), tripalmitina (leche de vaca), triestearina (grasa de res). - Cérido = Cera = Ácido graso, Alcohol superior = Monohidroxílico Ejemplo: Cera de abeja, lanolina, cutina, suberina, cera blanca, cerumen, ceramida.

b) Lípido complejo:

Formado por lípido simple y otras moléculas. Su tipo más importante es el FOSFOLÍPIDO, cuyos ejemplos son: Cefalina, lecitina, esfingomielina.

c) Lípido derivado:

- Ácido graso: Acido orgánico monocarboxílico puede ser saturado e insaturado.

No presenta ácido graso: Su tipo más importante es el colesterol, del cual se obtienen: ácidos biliares, aldosterona, cortisol, hormonas sexuales, las prostaglandinas, tienen efecto espasmógeno (inhibe la secreción de estrógenos), etc.

Glicéridos: Compuestos formados por ácidos grasos (entre 1 a 3) y un alcohol glicerol.

Triglicerido, principal lípido de reserva energética

Biología

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La cutina es un lípido que se encuentra en la cascara de algunas frutas.

Palmitato de miricilo en un nido de abejas.

Retroalimentación 1. Es un carbohidrato de reserva vegetal: ................... .............................................................. 2. Grasa presente en la leche de vaca: .......................... ............................................................... 3. En un ayuno prolongado es lo que nos proporciona energía inmediata (corto plazo), al organismo ................................................................ 4. ……………se encuentra en el semen de mamíferos brindándole energía al espermatozoide.

Trabajando en clase A) Lectura: Diabetes La mayor parte de lo que comemos se convierte en glucosa (una forma de azúcar), que funciona como fuente de energía para las células del cuerpo. El páncreas, un órgano situado cerca del estómago, produce una hormona llamada insulina. La insulina ayuda a que la glucosa llegue a todas las células del cuerpo. Pero, en las personas con diabetes, el cuerpo no produce suficiente insulina, o no la produce en absoluto. En otros casos de diabetes, el cuerpo no puede usar su propia insulina adecuadamente. En cualquier evento, si se presenta la diabetes, el resultado es que la glucosa (azúcar) se acumula en la sangre. La acumulación de glucosa en la sangre puede ocasionar varios problemas, como ceguera, insuficiencia renal o daño a los nervios. Además, la glucosa en sangre alta puede contribuir al desarrollo de enfermedades cardiovasculares. Excelencia Pre-U

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Hay dos tipos de diabetes: La diabetes tipo 1; que también se llama diabetes insulino-dependiente y se diagnostica generalmente durante la infancia. En la diabetes tipo 1, el páncreas produce poca insulina, o no la produce en absoluto, así que son necesarias inyecciones diarias de insulina. Entre 5 y 10% de todos los casos conocidos de diabetes son del tipo 1. La forma más común es la diabetes tipo 2, que también se llama diabetes no dependiente de insulina. Aunque esta generalmente se presenta en los adultos de edad mediana, los adolescentes y los adultos jóvenes también desarrollan diabetes tipo 2 a una velocidad alarmante. Entre el 90 y el 95% de los casos de diabetes son del tipo 2. Este padecimiento se desarrolla cuando el cuerpo no produce suficiente insulina y, además, no utiliza la cantidad de insulina disponible con eficiencia (resistencia a la insulina). La diabetes tipo 2 se puede controlar mediante la dieta y el ejercicio; sin embargo, algunas personas también necesitan medicamentos orales o insulina para ayudar a controlar el azúcar en la sangre. Los antecedentes familiares son un factor de riesgo muy importante para la diabetes tipo 2, al igual que la obesidad y la falta de actividad física. 1. ¿Cuál es la función de la insulina? ____________________________________ ____________________________________ 2. ¿Qué glándula se encarga de secretaria? ____________________________________ ____________________________________ 3. ¿Qué es la diabetes? ____________________________________ ____________________________________ 4. ¿Cómo se llama el antagónico de la insulina? ____________________________________ ____________________________________

B) Según el gráfico, señala las funciones en glúcidos y lípidos La pared celular de las plantas está constituidas de _________y sus funciones______________. Biología

• De 100 a 129 es cercano a lo óptimo. La pared celular de los hongos está constituida por ___________y su función es ______________. La papa presenta grandes cantidades de ________________ el cual cumple una función __________________en la planta. La uva contiene glucosa; la cual, en el ser humano es almacenada en forma de _________________.

• De 130 a 150 es casi alto. • 160 o más implica que usted tiene un riesgo más alto de tener una enfermedad cardíaca.

Niveles de colesterol HDL • Menos de 40 implica que usted tiene un riesgo alto de tener una enfermedad cardíaca.

Triglicéridos • Menos de 150 mg/dl es mejor.

Completar

La manzana contiene una grasa en su cascar llamada ________________________. C) Lectura:



Los triglicéridos Los triglicéridos son otro tipo de grasa en la sangre. Cuando usted come más calorías que las que puede usar el cuerpo, este transforma las colorías adicionales en triglicéridos. Cuando usted cambia su estilo de vida para mejorar los niveles de colesterol, desea reducir el LDL, aumentar el HDL y reducir los triglicéridos. ¿Cuáles deben ser mis niveles de colesterol? Nivel de colesterol total. • Es preferible que sea menor a 200. • De 200 a 239 es casi alto. • 240 o más implica que usted tiene un mayor riesgo de tener una enfermedad cardíaca.



Niveles de colesterol LDL • Menos de 100 es ideal para las personas que tienen un riesgo más alto de tener una enfermedad cardíaca.

Biología

Hay dos clases de colesterol (completar) El colesterol ........................ considere al colesterol de las LDL como el colesterol “malo” que obstruye sus ......................... con placas. El colesterol ....................................... considere al colesterol de las HDL como el colesterol “bueno” que ........................... sus arterias llevándose el exceso de colesterol “malo” de las LDL.

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Excelencia Pre-U

Verificando el aprendizaje 1. La...……..es la principal molécula utilizada por la célula para obtener energía: (SM-10 I) a) glucosa b) maltosa c) sacarosa d) celulosa e) lactosa 2. Son ejemplos de polisacáridos: a) Glucosa, sacarosa y almidón b) Celulosa, almidón y glucógeno c) Lactosa, fructosa y celulosa d) Celulosa, sacarosa y galactosa. e) Almidón, glucógeno y sacarosa.

(SM-04 II)

3. Los polisacáridos, en los organismos, cumplen una función principalmente energética; sin embargo, algunos sirven, como elementos. (SM-04 I) a) la quitina-hormonales. b) la celulosa-estructurales. c) el almidón-de soporte. d) la celulosa-de síntesis. e) el glucógeno-de protección. 4. El monómero del almidón es: a) Amilosa b) Amilopectina c) Polisacárido d) Monosacárido e) El carbono 5. El enlace que une a los monosacáridos se denomina:

Excelencia Pre-U

21

a) Esteárico b) Éster c) Fosfoéster d) Peptídico e) Glucosídico 6. Es el azúcar más dulce: a) Fructosa b) Glucosa c) Galactosa d) Manosa e) Ídosa 7. Proporciona energía a los espermatozoides: a) Kojibiosa b) Celobiosa c) Fructosa d) Ácido condroilinsulfúrico e) Eritrosa 8. En la pared celular de la fruta encontramos: a) Cutina b) Lignina c) Suberina d) Quitina e) Queratina 9. Dos moléculas de glucosa forman: a) Lactosa b) Sacarosa c) Maltosa d) Rafinosa e) Maltotriosa 10. Es un glúcido localizado en la semilla de a cebada: a) Lactosa b) Sacarosa c) Maltosa d) Hordeína e) Reina

Biología

Proteínas y Ácidos Nucleicos Funcionan como biocatalizadores facilitando las funciones del organismo. Son las más numerosas. Ejemplos: Enzimática ZZ Pepsina ZZ ARN polimerasa ZZ Hexoquinasa ZZ Fosfodiesterasa ZZ Glucoquinasa

Proteínas

(=Prótidos=Polipéptidos)

IMPORTANCIA BIOLÓGICA FUNCION

DESCRIPCIÓN Forman parte de las estructuras celulares. Ejemplos: ZZ Glucoproteínas de membrana Estructural ZZ Histonas ZZ Colágeno ZZ Elastina ZZ Queratina Regulan las funciones corporales de los organismos. Ejemplos: Hormonal ZZ Insulina ZZ Glucagón ZZ Hormona de crecimiento ZZ Hormonas tiroideas Están implicadas en funciones de inmunidad y coagulación. Ejemplo: Defensiva ZZ Trombina ZZ Fibrinógeno ZZ Inmunoglobulinas Transporte de sustancias. Ejemplos: ZZ Hemoglobina Transporte ZZ Hemocianina ZZ Citocromos ZZ Mioglobina ZZ Lipoproteínas (LDL, VLDL y HDL) Reserva de sustancias. Ejemplos: Reserva ZZ Ovoalbúmina ZZ Gliadina ZZ Lactoalbúmina Otorgan color y pueden funcionar como pigmentos fotosintéticos. Ejemplos: Pigmentos ZZ Clorofila ZZ Melanina ZZ Ficobilinas Biología

DEFINICIÓN Son biomoléculas de naturaleza orgánica cuaternaria conformadas por C, H, O y N a las cuales se les puede agregar P, S, Ca, Fe, entre otras unidas por enlace peptídico. Proteína ⇒

Monomero o unidad fundamental

⇒

Aminoácido (aa)

AMINOÁCIDOS (aa) Son moléculas orgánicas pequeñas cuyo nombre corresponde al grupo amino que las integra. Fórmula química de un aminoácido (Un aa está constituido por)

átomo de hidrógeno H

Grupo Amino Básico

NH2

C

COOH

R

Grupo Ácido Carboxilico

Grupo Variable (varia según el aa) Llamado tambien: cadena lateral o radical Se les considera moléculas anfóteras (Anfi = Doble = ambiguo) debido a que son base y ácido a la vez 22

Excelencia Pre-U

En las proteínas de los organismos se hallan comúnmente veinte tipos de aa. Cuando están ionizados los aa se conocen como ZWITTERIONES. AMINOÁCIDOS ESENCIALES (EL ORGANISMO NO LOS SINTETIZA) Aminoácido

AMINOÁCIDOS NO ESENCIALES (EL ORGANISMO LO SINTETIZA)

Simbolo

Aminoácido

Simbolo

Alanina _______________________ Tirosina_______________________ Aspartato______________________ Cisteina_______________________ Glutamato_____________________ Glutamina_____________________ Glicina________________________ Prolina________________________ Serina_________________________ Aspargina______________________

ENLACE PEPTÍDICO



Los aminoácidos se unen mediante enlaces covalentes llamados peptídicos, dichos enlacen consisten en la unión de dos aminoácidos, el nitrógeno del grupo amino de un aminoácido se une al carbono del grupo carboxilo de otro aminoácido, simultáneamente se desprende una molécula de agua por lo que se denomina reacción de síntesis por deshidratación.

PÉPTIDOS Clasificación: (Según el tamaño y número de aa)

H O

N C COOH H H

La organización de una proteína está dada por cuatro niveles estructurales.

a) Dipéptidos → 2aa

A. Estructura primaria

b) Oligopéptidos → Poseen entre 3 a 10 aa



Ejemplo: tripéptidos (3aa), tetrapéptidos (4aa) etc.

c) Polipéptidos → Poseen entre 11 a 50aa

Es la primera forma que toma una proteína cuando es sintetizada con secuencia específica del número y del orden de los aa que forman una proteína, lo que permite conocer el orden y ubicación de los aa de la cadena.

B. Estructura secundaria (configuraciones especiales)

Nota



Para que se forme una proteína se requiere un mínimo de 50aa, pudiendo tener hasta miles de aa.

Excelencia Pre-U

NH2 C C

aa2 R

NIVELES ESTRUCTURALES DE LAS PROTEÍNAS.

Es la asociación de dos o más aminoácidos.



aa1 R

23

Se forman de manera espontánea, después que se constituye la estructura primaria debido a que se establecen enlaces fuentes de hidrógeno entre aa de la cadena polipeptídica lo cual ocurre por la interacción entre aa y la acción de proteínas chaperonas y las chaperoninas. Biología



Adoptan estructuras muy ordenadas como: a) Hélice (α): los puentes de hidrógeno se forman entre aa vecinos en una misma cadena polipeptidica.

b) Papel plegado

Una proteína de estructura secundaria adopta 2 formas: hélice (a) y hoja plegada (b)

C. Estructura terciaria (estructura tridimensional)

Es la proposición de la estructura secundaria al plegarse sobre sí misma originando una conformación globular o fibrosa, esta se debe a la formación de enlaces no covalentes entre aa lejanos en la secuencia lineal, facilitando la solubilidad en agua para realizar funciones de transporte, enzimáticas, hormonales, etc.

Ejemplo:

Enlaces no covalentes: puentes de hidrógeno, disulfuro, interacciones hidrofóbicas, etc.

Biología

24

Excelencia Pre-U

D. Estructura cuaternaria (oligoméricas o multiméricas)

Proteínas formadas por dos o más estructuras terciarias. Las estructuras cuaternarias u oligoméricas se componen de estructuras terciarias (llamadas también protómeros).



El protómero es la unidad estructural de una proteína oligomérica ya que es el conjunto más pequeño.

FIBROSAS

GLOBULARES

ZZ Solo tienen un tipo ZZ Tiene dos o más es-

de estructura secundaria. ZZ Son estructuras resistentes, elásticas y flexibles. YY Colágeno (sustancia intercelular) YY Queratina (formaciones epidérmicas) YY Elastinas (paredes vasos sanguíneos)

tructuras secundarias. YY Prolaminas YY Gluteínas YY Albuminas (serdalbuminas y ovoalbúminas) YY Hormonas (insulina, GH, PRL, etc. YY Enzimas (Biocatalizadores)

b) Heteroproteínas:

Formadas por una fracción de proteínas y una fracción no proteíca llamada grupo protético.

Glucoproteínas (glúcidos)

Anticuerpos Interferones Ribonuicleasas Hormona LH

Hemoproteínas (grupo HEM)

Hemoglobina, citocromos, Mioglobina, miosina

Lipoproteínas

HDL, LDL

Metaloproteínas (metal

Hemocianina

ÁCIDOS NUCLEICOS (ADN y ARN)

DEFINICIÓN Son moléculas orgánicas universales pentarias C, H, O, N y P unidas por enlaces fosfodiéster. Ácidos ⇒ nucleicos

Monomero o unidad fundamental

⇒ nucleótido

IMPORTANCIA BIOLÓGICA Descubiertas en 1868 por Miescher; en 1953 Watson y crick determinaron su estructura molecular. Su importancia radica en que dirigen la síntesis de todas las proteínas, determinan la variabilidad individual dentro de una especie, constituyen la materia prima de la evolución y permiten transmitir características de una generación a otra.

CLASIFICACIÓN Según su estructura: a) Holoproteínas:

Formadas solamente de aa. Excelencia Pre-U

25

Biología

NUCLEOTIDOS Moléculas necesarias para la formación de la hebras de ADN y ARN monómero de los ácidos nucleicos, su composición molecular presenta.

a) Bases nitrogenadas:

Compuestos heterocíclicos constituidos por C y N en sus anillos. Se clasifican en: YY Purinas: adenina (A), guanina (G): Doble anillo. YY Pirimidinas: Timina (T) citosina (C), uracilo (U): un anillo

Purinas (constituidas por dos anillos)

Pirimidinas (constituidas por un solo anillo) Citosina Base nitrogenada presente en la estructura del ADN y ARN. También forma parte de la estructura del CTP, esencial para la síntesis de proteínas.

Adenina Molécula presente en la estructura del ADN y del ARN. Además se le encuentra formando parte del ATP, ADP, AMP cíclico, NADP+, NAD+ y el FAD+.

Timina Base nitrogenada exclusiva del ADN. Forma parte del TTP necesario para la formación de hebras de ADN.

Guanina Molécula presente en la estructura del ADN y del ARN. Componente del GTP, GDP y GMP cíclico.

Uracilo Base nitrogenada exclusiva del ARN. Forma parte del UTP necesario para la formación de cadenas de ARN.

b) Pentosa (azúcar):

Monosacárido de cinco carbonos puede ser: ribosa (ARN) o desoxirribosa (ADN).

Ribosa CH 2 5 4

Desoxirribosa

H

1

H

4

H

H 3 OH

H

1

H

H 3 OH

OH

OH

O

H

2

Azúcar característico de la molécula de ARN, presenta en su segundo carbono (C-2) un grupo OH. Biología

CH 2 5

OH

O

2 OH

Azúcar característico de la molécula de ADN, presenta en su segundo carbono (C-2) solo un H (hidrógeno).

26

Excelencia Pre-U

c) Grupo fosfato:

ZZ Constituido químicamente por una doble cadena

Deriva del ácido fosfórico y es vital para la polimerización de los nucleótidos. Un grupo fosfato forma el enlace fosfoméster entre el grupo OH del carbono 5 de un nucleótido con el grupo OH del carbono 3 de otro nucleótido.

ARN (Ácido ribonucleico) = RNA

Nota ZZ

El ácido fosfórico: Presenta tres grupos OH y es donador de H+, otorga el carácter ácido de la molécula.

ZZ

El grupo fosfato: se presenta bajo la forma de ión fosfato (PO4)-3 y como monoéster o diéster.

antiparalela. ZZ Ubicación: núcleo, mitocondria, cloroplastos y nucléolo de células eucariotas. Se conocen tres tipos de ADN: ANDB ; ANDA y ANDZ

ZZ Es considerada como la primera molécula infor-

mativa.

ZZ Por evolución, a través del espacio-tiempo histó-

rico, la función informativa traspasó al ADN. ZZ Su función actual es ser la molécula intermediaria para la síntesis de proteínas a partir del ADN, puesto que es una sola cadena.

Clases:

ZZ ARNm (Ácido rubonucleico mensajero) “codón” YY Heterogéneo en tamaño, estabilidad e infor-

mación que complementa al gen (ADN).

ENLACE FOSFODIÉSTER Es la unión por enlace covalente entre el tercer carbono de un azúcar pentosa y el grupo fosfato del quinto carbono del siguiente nucleótido. Por eso el sentido de los polinucleótidos se lee en la dirección 5’ → 3’. Estos procesos de síntesis son facilitados gracias a enzimas que participan en la expresión genética y la replicación, dada por: ARN polimerasa y ADN polimerasa.

YY Tres gases nitrogenadas en él codifican un aa

(código genético)

YY Es elaborado o sintetizado en la transcripción

ZZ ARNt (Ácido ribonucleico transferente): Presen-

ta los anticodones.

ZZ ARNr (Ácido ribonucleico ribosomal): Se en-

cuentra en el interior de los ribosomas e interviene en la sistensis de proteínas.

Retroalimentación

CLASES DE ÁCIDOS NUCLEICOS ADN (Ácido desoxirreibonucleico) = DNA

ZZ Almacena la información genética de los seres

vivos. ZZ Tiene capacidad de autorreplicación; garantiza el paso de la información genética de generación a generación. ZZ Susceptible a posibles modificaciones graduales que motivan variabilidad genética (mutaciones). ZZ Se origina mediante el proceso de replicación.

1. El monómero de las proteínas ………………………………………

es

el

2. El enlace ……………….. es un enlace covalente que une a los aa. 3. La unidad fundamental de los ácidos nucleicos es el ……………………….. 4. El enlace ………………… se encarga de unir a los monómeros de los ácidos nucleicos.

Trabajando en clase I. Lectura: El kwashiorkor es más común en áreas donde hay pobreza, un suministro limitado de alimentos y bajos niveles de educación, que conducen la falta der conocimiento sobre la dieta adecuada que se debe recibir. A medida que continúa la falta de porteínas, en el caso del kwashiorkor, se oberva un retraso en el Excelencia Pre-U

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crecimiento, pérdida de la masa muscular, inflamación generalizada y disminución de la inmunidad. Los enfermos de kwashiorkor comunmente presenta el vientre grande y protuberante, dermatitis, cambios de pigmentación en la piel, debilitamiento del cabello y vitiligio. Un caso grave de kwashiorkor puede dejar a un niño con, discapacidades mentales y físicas permanantes, Biología

los factores de riesgos son: vivir en países pobres, con disturbios políticos y afectados por desastres.

II. Busca las palabras dentro de este pamerletras A Q W E A T Y U I O K J H G F

• Responde: 1. Escribe 3 manifestaciones del kwashiorkor _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ 2. ¿Qué nutriebnte le hace falta a un paciente con kwashiorkor? _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ 3. Según la lectura, escribe el nombre de un país donde se presente el kwashiorkor _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________

ZZ ZZ ZZ ZZ ZZ

S A S D M F G H J J K L D F O

P E P T I D I C O R T Y J V S

D A D G N Y I J K M U A E R F

F T H J O S R F Y H I N R Y O

G E W W A S O T N E P I R U D

H A W R C I D A S R S N M B I

J F G J I T Y I R E T O S E E

Y Q W E D Y U R E W W I E F S

T A p R O T E I N A E T E S T

R S S F T T D S A R D E O F E

AMINOÁCIDO ARN ADN PEPTÍDICO PROTEÍNA

ZZ ZZ ZZ ZZ

a) 5, 2, 4, 3, 1 c) 2, 4, 1, 3, 5 e) 4, 3, 1, 2, 5

b) 4, 2, 1, 5, 3 d) 4, 3, 1, 5, 2



E W D G E T G Y W N F M I U R

N U C L E O T I D O S F G H T

FOSFODIÉSTER METIONINA NUCLEÓTIDO PENTOSA

Verificando el aprendizaje 1. ¿Cuál de las siguientes sustancias son catalizadores proteicos que intervienen en las reacciones químicas de los sistemas biológicos? (SM-89) a) Las vitaminas b) Las enzimas c) Las hormonas d) Los ácidos nucleicos e) Los azúcares 2. Es una proteína presente en cabello y uñas: a) ARN b) sacarosa c) colesterol d) queratina e) buffer 3. Relaciona ambas columnas y marca la alternativa que indique la secuencia correcta: (SM – 09 II) 1) Hemoglobina ( ) función hormonal 2) Ribonucleasa ( ) proteína de reserva 3) Ovoalbúmina ( ) proteína de transporte 4) Insulina ( ) proteína estructural 5) Colágeno ( ) función catalizadora Biología

4. Entre las bases nitrogenadas que pertenecen al grupo de las pirimidinas, se encuentran: (SM – 92) a) Guanina y citocina b) Adenina y uracilo c) Uracilo y citocina d) Timina y adenina e) Timina y guanina 5. El ARN se diferencia del ADN porque la base timina es reemplazada por: (SM – 93) a) Uracilo b) Guanina c) Adenina d) Citocina e) tiamina 6. Los aminoácidos son, respecto a las proteínas, lo que son………..con respecto a………(SM – 90) a) las grasas – los lípidos b) los carbohidratos – las enzimas c) los azúcares – las proteínas 28

Excelencia Pre-U

d) los nucleótidos – los ácidos nucleicos e) los polisacáridos – los azúcares

d) Transducción e) Mutación

7. El proceso por el cual la información hereditaria es transferida del DNA al RNA, de tal manera que en eventos posteriores esta información se exprese bajo la forma de una proteína, se llama: (SM – 94) a) Transformación b) Traducción c) Transcripción d) Transducción e) Mutación 8. La síntesis del RNA mensajera, se conoce como: (SM – 02) a) Traducción b) Replicación c) Transcripción

Excelencia Pre-U

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9. En el núcleo, el proceso de transcripción se caracteriza por: (SM – 10 II) a) Sintetizar ARNm a partir de ADN. b) Replicar la molécula de ADN. c) Sintetizar proteínas específicas. d) Transportar el mensaje genético al citoplasma. e) Sintetizar ARNr a partir de ADN. 10. En el biopolímero conocido como ADN, los enlaces covalentes que conectan a los nucléotidos, son de tipo: (SM – 04 I) a) Iónico b) Glucosídico c) Peptídico d) Fosfodiéster e) hidrógeno

Biología

Virus CONCEPTO: VIRUS (VENENO)

SIMETRÍA GEOMÉTRICA VIRAL

Son ordenaciones supramoleculares, por lo tanto no son considerados como seres vivos dentro de los seis reinos, no presentan metabolismo, necesitan tejidos vivos para multiplicarse, por lo que necesitan invadir a un organismo (hospedero).

a) Icosaédrica: De forma poliéorica, de veinte caras triangulares, 12 vértices y 30 aristas. Ej: virus del herpes, poliomielitis, poliovirus. b) Helicoidal: De forma cilíndrica ahuecada formado por un filamento de ácido nucleico dispuesto en espiral en el centro. Ej: Virus del mosaico del tabaco, de la rabia. c) Mixta o binaria: Formada por las dos simetrías anteriores. Presentan una cápside icosaédrica y una cola para inyectar el ácido nucleico. Ej: Bacteriofagos: T-2 y T-4 d) Simetría no bien definida o difusa Ej: Virus de la viruela

CARACTERÍSTICAS a) Son ultramicroscópicos:Miden entre 20 nm (parovirus) y 300 nm (poxvirus). Salvo el virus de la viruela que se puede observar en el microscopio óptico. b) Son cristales orgánicos: La cristalización es una forma especial en que se mantienen en forma latente en la naturaleza. c) Son altamente mutantes: Adoptan nuevas estructuras (externas – internas). d) Son termosensibles: Debido a su naturaleza proteica, las altas temperaturas la desestabilizan y la inhabilitan de infectar organismos. e) Son parásitos intracelulares: Obligatorios. f) Sensibilidad a sustancias químicas: A hipocloritos, yodósforos, ácidos clorhídricos diluidos. g) Insensibilidad a antibióticos

CLASIFICACIÓN a) ENFERMEDADES QUE PRODUCEN

VIRUS

Con ADN (desoxirribovirus)

ESTRUCTURA VIRAL

Adenovirus

Catarro y conjuntivitis

Papilovirus

Condiloma y verrugas genitales

Herpesvirus

Gripe, varicela, herpes genital, mononucleosis

Poxivirus

Viruela

ZZ Cápside:



Cubierta proteína externa formada por proteínas llamadas capsómeros, que le permite pasar de una célula vecina a otra. Además presenta lípidos, glúcidos y vestigios de metales. ZZ Genoma (material genético o ácido nucleico) Constituido por un ácido nucleico (AON o ARN), nunca los dos juntos. El genoma puede ser una cadena única o doble, lineal, abierta, circular o estar segmentado. ZZ Envoltura Existe un grupo de virus que presentan una envoltura membranosa, sobre la cápside, la cual obtienen al salir de la célula que infectaron. Algunas presentan proyecciones glicoprotéicas o peplómeros. Biología

Con ARN (ribovirus)

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Enterovirus

Poliomielitis, diarrea

Rinovirus

Resfriado común

Togavirus

Fiebre amarilla, rubéola, encefalitis equina

Rabdovirus

Rabia

Retrovirus

Leucemia de célular T y sida Excelencia Pre-U

b) Por los seres vivos que parasitan: YY Zoófagos: animales YY Fitófagos: vegetales YY Micófagos: hongos YY Bacteriófagos: bacterias

c) Por las células que infectan: YY Linfótropos: linfocitos (glóbulos blancos) YY Dermotrópicos: células de la piel YY Neurotrópicos: células nerviosas YY Viscerotrópicos: células de las vísceras, estó-

mago, intestino, etc. YY Pantotrópicos: varias células diferentes a la vez

CICLOS VIRALES A) Ciclo lítico (lisis: destruir)

El virus necesita de una célula hospedera, de donde obtiene materia y energía para sintetizar nuevos ácidos nucleicos y sus capsómeros. Presenta las siguientes fases: 1. Absorción: Llegada del virus a la célula huésped, se posa y realiza dos procesos: a) Reacción química: Se unen por medio de proteínas de ambos. b) Reacción mecánica: Si son bacteriófagos clavan sus espinas basales en la pared de la bacteria. 2. Inyección (penetración):Ingresa el ácido nucleico viral hacia el citoplasma de la célula huésped. 3. Replicación del ácido nucleico:El ácido nucleico viral, utiliza nucleótidos y ARN polimerasa del huésped sintetizando ARNm que sintetizara enzimas que destruirán al ADN celular impidiendo el normal funcionamiento de la célula. 4. Síntesis de capsómeros: Estas estructuras recibirán la llegada del respectivo ácido nuclear viral. 5. Ensamblaje de los nuevos virus: Son el resultado de la actividad fisiológica de la célula huésped. 6. Lisis o liberación: Los nuevos virus salen al exterior por dos vías. a) Destruyendo la célula huésped. b) Formando vesículas con membranas de la célula huésped. Excelencia Pre-U





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B) Ciclo Lisogénico.

Algunos virus, al infectar a una célula huésped no la destruyen, a estos virus se les llama atenuados o prófagos y la célula infectada se llama lisógena. A diferencia del ciclo lítico, el paciente no desarrolla la infección y solo es portador, sigue las siguientes etapas: 1. Fijación 2. Penetración 3. Integración 4. Replicación del virus

Advertencia Pre Los virus son parásitos intracelulares obligatorios, ya que carecen de metabolismo propio. (UNMSM, 1996).

Biología

Retroalimentación 1. ………………………………….. son agregados o asociaciones supramoleculares (nucleoproteicos). 2. Estructura: cáspide,……………………………………y……………………………. 3. Los virus se clasifican según el tipo de ácidos nucleicos, del siguiente modo: ……………y……………………… 4. Los virus, según las células que infectan, pueden ser: • Linfótropos

• _______________________

• Dermotrópicos

• _______________________

Trabajando en clase Formas Acelulares – Acytota En taxonomía, Acytota (acelular) es un Imperio propuesto que agrupa plásmidos, priones, transposones, virus y viroides. Se ha vuelto a proponer este término para evitar la polémica que causa considerar a los virus y a los agentes subvirales como seres vivos, puesto que, aunque contienen información genética (excepto los priones) y son capaces de replicación, ninguno de ellos contiene células, son acelulares. Muchos científicos prefieren considerarlos como no vivos, por lo que se clasifican aparte. Para ellos se ha propuesto el dominio informal Acytot. a) Priones: o proteínas priónicas son partículas acelulares, patógenas y transmisibles. Se caracterizan por producir enfermedades que afectan el sistema nervioso central (SNC) denominadas encefalopatías espongiformes transmisibles (EET). Los priones no son seres vivos, son proteínas que desnaturalizan otras proteínas. b) Viroides: agentes infecciosos que, al igual que los virus, tienen un ciclo extracelular que se caracteriza por la inactividad metabólica y un ciclo intracelular en el que causan infección al huésped susceptible, pero que a diferencia de los virus, los viroides no poseen proteínas ni lípidos y están constituidos por una cadena cíclica corta de ARN, (que no codifica proteínas). Es importante decir que tanto su forma intracelular como extracelular son las mismas (ARN desnudo), los mecanismos por los cuales éstos logran causar infección están relacionados con la autocatálisis de su material genético. En sí constituyen una etapa primitiva de los virus. c) Virus: (de la palabra latina virus, toxina o veneno) es una entidad biológica capaz de auto replicarse utilizando la maquinaria celular. Es una agente potencialmente patógeno compuesto por Biología

una cápside (o cápsida) de proteínas que envuelve al ácido nucleico, que puede ser ADN o ARN. Esta estructura puede, a su vez, estar rodeada por la envoltura vírica, una capa lipídica con diferentes proteínas, dependiendo del virus. El ciclo vital de un virus siempre necesita de la maquinaria metabólica de la célula invadida para poder replicar su material genético, produciendo luego muchas copias del virus original. En dicho proceso reside la capacidad destructora de los virus, ya que pueden perjudicar a la célula hasta destruirla. Pueden infectar células eucarióticas o procarióticas (en cuyo caso se les llama bacteriófagos, o simplemente fagos). Algunos indicios parecen demostrar que existen virus que infectan a otros virus (llamado viroides). Algunos virus necesitan enzimas poco usuales por lo que las cargan dentro de su envoltorio como parte de su equipaje. Estructura de los virus Las partículas víricas se llaman viriones, y pueden estar constituidos por ácidos nucleicos, la cápside y la envoltura. 1. Ácidos nucleicos: - Son de cadena corta y pueden ser de ADN o de ARN. - Los de cadena lineal o circular pueden ser sencillos o dobles. - Los virus que contienen ARN (retrovirus) tienen la capacidad de copiar, a partir de una hebra simple de ARN, una doble hélice de ADN (gracias a la retrotranscriptasa). 2. Cápsida: - Estructura constituida por elementos proteicos llamados capsómeros, agregados en torno al ácido nucleico. - Hay distintos tipos de cápsidas con diferentes formas geométricas: helicoidal, isosaédrica y compleja. 32

Excelencia Pre-U

- Los que poseen cápsida compleja infectan a las bacterias y se llaman bacteriófagos. Poseen cabeza, cola y sistema de anclaje. 3. Envoltura: - Está constituida por una bicapa lipídica en la que puede haber alguna proteína integral, encargada de la unión del virus a la célula que va a parasitar (infectar). - Según la presencia o ausencia de envoltura, los virus se clasifican en: a) Virus animales: con envoltura b) Virus vegetales y bacteriófagos: sin envoltura o desnudos. COMPLETAR ENTES BIOLÓGICOS



_______________________________________



_______________________________________

2. Los priones que tipos de enfermedades características producen en el hombre.

_______________________________________



_______________________________________

3. ¿A quiénes agrupa Acytota?

CARACTERÍSTICAS

Contienen partícula de proteína infecciosa, aparentemente no contienen ácido nucleico. -------------------- Causan enfermedades en animales, incluido el ser humano Contienen pequeñas moléculas de ácido nucleico ARN. Causan enfermedades en plantas -------------------principalmente y también en animales. VIRUS Contienen ácido nucleico ADN ------------------- o ARN nunca ambos.

Excelencia Pre-U

1. ¿Cuáles son las partes que conforman la estructura de los virus?



_______________________________________



_______________________________________

4. Mencione una característica de los viroides.

_______________________________________



_______________________________________

El siguiente gráfico representa la estructura de un ……………………. específicamente del ………….. llamado vulgarmente causante de la peste rosa ……………………..

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Biología

Verificando el aprendizaje 1. Los virus están en el umbral de la vida, conformados por RNA, o DNA y proteínas; sin embargo, el concepto moderno considera, además, que todos virus son: (SM-07II) a) seres vivos con capacidad de auto replicarse. b) seres vivos causantes de enfermedades. c) parásitos intracelulares ocasionales. d) cristales inertes con replicación extracelular. e) partículas con alternancia intra y extracelular. 2. Los virus, químicamente, se caracterizan por estar conformados por: (SM-82) a) ácido nucleico y proteínas. b) proteínas, ácido nucleico y fosfolípidos. c) ácido nucleico, glúcidos y lípidos. d) ADN y ARN. e) proteínas, glúcidos y lípidos. 3. ¿Cuáles de las siguientes enfermedades son causadas por virus? (SM-09-II) a) Lepra y parotiditis b) Tifoidea y poliomielitis c) Poliomielitis y varicela d) Verruga peruana y cólera e) Fiebre de malta y sarampión 4. El virus que produce la viruela, es: a) viscerotrópico b) neurotrópico c) dermotrópico d) neumotrópico e) pan

(SM-95)

5. Un virus, al ingresar a una bacteria sin afectarla inmediatamente, es un fago: (SM-4 I) a) oncogénico b) inactivo c) tumoral d) lisogénico e) lítico

Biología

6. Los virus son agentes que infectan células; identifique la alternativa que les corresponde. (SM-08 I) a) Pertenecen al reino Morena. b) Se cristalizan en el estadio extracelular. c) Todos poseen ADN. d) Se replican en el estadio extracelular. e) Poseen cápside de polisacáridos. 7. El virus es un organismo, cuya reproducción está garantizada por una relación de: (SM-96) a) mutualismo b) neutralismo c) saprofitismo d) parasitismo e) comensalismo 8. El virus de la inmunodeficiencia humana, o VIH, ataca en particular a: (SM-04-II) a) las células del semen. b) las células de las microglías. c) los linfocitos t auxiliares. d) los monocitos de la sangre. e) todas las células de la sangre. 9. El Sida ocasiona en el hombre, infecciones múltiples, porque el virus que la produce (VIH) ataca: (SM-04 II) a) los linfocitos T ayudadores, produciendo inmunodeficiencia. b) los eritrocitos, produciendo anemia e inmunodeficiencia. c) las plaquetas, produciendo hemofilia. d) los linfocitos T represores, produciendo inmunodeficiencia. e) los monocitos, produciendo cáncer e inmunodeficiencia. 10. Un ejemplo de agente infeccioso acelular es: a) Bacteria b) Protozoario c) Hongo d) Helminto e) Prión

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Excelencia Pre-U

Citología En 1665, Robert Hooke, utilizó un microscopio de 30 aumentos y observó que el corcho no era una masa homogénea, sino que tenía la forma de un panal de abejas a las que llamo células, lo que él observo fueron las paredes de celulosa (células muertas). Leeuwenhoek usó un microscopio de 270 aumentos y pudo describir eritrocitos, espermatozoides, bacterias, protozoos, etc.

b) Célula Eucariota:

Presentan núcleo definido conteniendo al ADN y rodeado de una membrana nuclear. También sistema de membranas internas que constituyen los organelos, poseen ribosomas más grandes (805), contienen mitocondrias y plastidios, comprende animales, vegetales, hongos, algas y protozoarios.

CONCEPTO Es la unidad fundamental de la materia viva, es la unidad estructural (morfológica), funcional (fisiología) y hereditaria (genética) de todo ser vivo.

CLASIFICACIÓN Por el grado de evolución y organización celular.

a) Células Procariota: (Pro = antes, Karión = núcleo)

Son las más sencillas y pequeñas. Fueron las primeras en aparecer en la tierra hace 3, 500 millones de años. Presentes en bacterias, algas unicelulares (cianobacterias) y micoplasmas. Carecen de membrana nuclear, de sistema de membranas internas (por tanto de organelos), presentan ribosomas pequeños (705).

Partes de una célula eucariota

Membrana celular

Excelencia Pre-U

Envoltura celular

Citoplasma

35

Núcleo

Biología

• Envoltura celular (o cubiertas) Tipos:

●● Enzimas: A nivel de los enterocitos,

a) Glucocálix: Envoltura de la célula animal. Componentes químicos oligosacárido. Funciones: ●● Protección celular: Protege a la membrana contra daño químico o mecánico. ●● Reconocimiento celular: Es la función más importante. ●● Microambiente: Modifica la concentración de las sustancias a nivel de la superficie celular.

están relacionadas con la digestión de carbohidratos y proteínas. b) Pared celular: Envoltura celular de la célula vegetal. Su componente químico es la celulosa. Funciones: ●● Brinda protección a la célula vegetal, ya que es una estructura densa, rígida y fuerte (también se encuentra en hongos y algas).

• Membrana citoplasmática o plasmalema

Estructura que envuelve al citoplasma, es lipoprotéica, selectiva y permeable.

Compartimentalización Transporte FUNCIONES

Comunicación intercelular Reconocimiento celular Uniones intercelulares

• Intercambio de materiales (transporte)

Las células toman nutrientes del medio que las rodea y eliminan desechos y otros productos del metabolismo. La membrana determina en gran medida que sustancia entra o sale de ella. Esto se puede dar con gasto de ATP (transportes activos) o sin gasto de ATP (transportes pasivos).

Biología

36

Excelencia Pre-U

1. Transporte pasivo (difusión)

Generalmente se da por difusión, es propio de cualquier membrana permeable a la sustancia a transportar y no requiere de gasto de ATP (energía) para la célula. Su movimiento es a favor de la gradiente.

Difusión simple Es la difusión de móleculas pequeñas. Difusión de agua (Ósmosis) H2O.

Transporte de bomba de sodio y potasio

Membrana celular

Difusión de iones a través de la zona lipídica.

que por su tamaño no pueden atravesar la membrana por difusión. Su movimiento va en contra de su gradiente de concentración. Puede ser de 2 tipos: a) Transporte mediante bombas Requiere de la presencia de un tipo de proteínas integrales de membrana. Las bombas, que obtienen su energía de la degradación del ATP.

Difusión de H2O

Proteína canal

Zona lipídica Difusión de gases a través de la zona lipídica.

Difusión facilitada participan transportadores proteicos.

Proteína transportadora o carriers Por este tipo de transporte ingresan monosacáridos y aminoácidos.

:glucosa, fructuosa aminoácidos

2. Transporte activo

Mecanismo exclusivo de las membranas vivas, se realiza con consumo de energía por parte de la célula. Se utiliza para sustancias

b) Transporte en masa Utilizado para sustancias (proteínas, polisacáridos) que por su gran tamaño no pueden atravesar la membrana. De acuerdo al sentido de transporte pueden ser: b.1. Endocitosis: Las células llaman sustancias a su interior. Pueden ser: • Endocitosis mediada por receptores • Pinocitosis

• Fagocitosis b.2. Exocitosis: Proceso en el cual la sustancia que va a ser secretada es empacada en vesículas secretoras, las cuales se funcionan con la membrana plasmática y se abren al espacio extracelular. Excelencia Pre-U

37

Biología

Trabajando en clase Célula madre o células troncales StemCells Una célula madre es una célula que tiene capacidad de AUTORRENOVARSE mediante divisiones mitóticas o bien de continuar la vía de DIFERENCIACIÓN para la que está programada y, por lo tanto, producir células de uno o más tejidos maduros, funcionales y plenamente diferenciados en función de su grado de multipotencialidad. La mayoría de tejidos de un individuo adulto poseen una población específica propia de células madre que permiten su renovación periódica o su o su regeneración cuando se produce algún daño tisular. - Células madres adultas: Son aquellas células madre no diferenciada que tienen la capacidad de “clonarse” y crear copias de sí mismas para regenerar órganos y tejidos. Las células madre adulta más conocidas y empleadas en la medicina desde hace tiempo son las células madre hematopoyéticas, que se encuentran tanto en la médula ósea como en el cordón umbilical del bebé. - Células madre embrionarias: Las células madre embrionarias sólo existen en las primeras fases del desarrollo embrionario y son capaces de producir cualquier tipo de célula en el cuerpo. Bajo las condiciones adecuadas, estas células conservan la capacidad de dividir y hacer copias de sí mismas indefinidamente. Los científicos están empezando a comprender cómo hacer que estas células se conviertan en cualquiera de los más de doscientos tipos de células del cuerpo humano. Por el momento no tienen una aplicación médica directa. - Células madre inducidas (IPS por sus siglas en inglés): Las células IPS son células adultas reprogramadas a comportarse como células madre embrionarias. Si bien las células IPS son un descubrimiento emocionante, no se sabe si estas células podrían ser utilizadas en los pacientes porque el uso de virus para reprogramar las células adultas predispone las células a cáncer en la mayoría de los casos, aunque se sigue investigando. Como resultado, estas células no podrían de momento reemplazar el uso de células madre embrionarias. Además, según la capacidad de regeneración de las células podemos distinguir cuatro tipos diferentes de células madre: a) Célula madre totipotente: Es aquella célula madre que puede crecer y formar un organismo completo. Es decir, pueden formar todos los tipos celulares. El caso de célula madre totipotente por excelencia es el cigoto, formado cuando un óvulo es fecundado por un espermatozoide. Conforme el embrión se va desarrollando, sus células van Biología

perdiendo esta propiedad (totipotencia) de forma progresiva, llegando a la fase de blástula o blastocisto en la que contiene células pluripotentes (células madre embrionarias) capaces de diferenciarse en cualquier célula del organismo salvo las de la parte embrionaria de la placenta. Conforme avanza el desarrollo embrionario se forman diferentes poblaciones de células madre con una potencialidad de regenerar tejidos cada vez más restringida y que en la edad adulta se encuentran en “hichos” en algunos tejidos del organismo. b) Célula madre pluripotente: Es aquella célula madre que no puede formar un organismo completo, pero puede formar cualquier otro tipo de célula. Es el caso de las células madre embrionarias. c) Células madre multipotentes: Son aquellas células madre que sólo pueden generar células de su propia capa o linaje embrionario de origen. d) Células madre unipotentes: Son aquellas que pueden formar únicamente un tipo de célula particular. Responde las siguientes preguntas: 1. ¿Qué son las células Stemcells? _______________________________________ _______________________________________ 2. ¿Cuál es la capacidad principal de las células madre? _______________________________________ _______________________________________ 3. ¿A quién se le denomina célula madre totipotente? _______________________________________ _______________________________________ 4. ¿Cuáles son los criterios para la clasificación de las células troncales? _______________________________________ _______________________________________ EVOLUCIÓN DE LAS CÉLULAS MADRE (Completar)

Células madre ...............................

Células madre ...............................

38

Excelencia Pre-U

Verificando el aprendizaje 1. Los componentes principales de la membrana celular son: (SM-88) a) Carbohidratos y lípidos b) Proteínas y carbohidratos c) Ácidos nucleicos y lípidos d) Lípidos y proteínas e) Ácido nucleicos y carbohidratos 2. En ausencia de energía puede ocurrir el fenómeno de: (SM-75) a) Transporte activo. b) Anabolismo. c) Difusión. d) Contracción muscular. e) Locomoción 3. El paso de gases y líquidos, de un medio de mayor a otro de menor concentración, a través de una membrana celular, se denomina: (SM-83) a) Filtración b) Ósmosis c) Difusión d) Plasmólisis e) Absorción 4. Realizaron el modelo del “mosaico fluido” para explicar la naturaleza de la membrana celular: a) Schleiden y Schawn b) Virchow y Hooke c) Newton y Einstein d) Aristóteles y Rhedi e) Singer y Nicholson 5. El término “célula” fue acuñado por primera vez por: a) Ruska y Knoll b) Robert y Brown. c) Singer y Nicolson.

Excelencia Pre-U

39

d) Los hermanos Janssen. e) Robert Hooke. 6. Todas las células procariotas como las cianofitas presentan: a) Mitocondrias. b) Complejo de Golgi. c) Retículo endoplasmático. d) Carioteca. e) Membrana citoplásmica. 7. Las células procariotas o procitos presentan de forma exclusiva: a) La membrana nuclear. b) Los glioxisomas. c) Los mesosomas. d) La pared celular. e) Los ribosomas. 8. Las células procariotas como las bacterias no poseen: a) DNA. b) Pared celular. c) Mitocondrias. d) Ribosomas. e) Membrana celular. 9. Entre las células eucariotas y procariotas la estructura común es la (el): a) Cromoplasto. b) Mitocondrias. c) Ribosomas. d) Vacuola. e) Mesosoma. 10. El material genético de los procitos: a) Está constituido exclusivamente por RNA y poco DNA. b) Se forma un número variable de cromosomas y plásmidos. c) Está dispuesta en forma circular. d) Está asociado a las histonas y no histonas. e) Está encerrado por la carioteca.

Biología

Citoplasma CITOSOL O MATRIZ CITOPLASMÁTICA También llamada HIALOPLASMA, es un fluido coloidal formado de moléculas de agua, iones diversos aminoácidos, precursores de ácidos nucleicos, enzimas por estas razones, es el lugar donde se desarrollan la mayoría de las reacciones del metabolismo celular. Presenta CITOESQUELETO; estructura variable formada por proteínas, microtúbulos y microfilamentos.

Aparato de Golgi

Propiedades del citosol a) Tixotropía: Permite cambiar constantemente al citosol de Sol a Gel y viceversa. Este cambio promueve la CICLOSIS, movimiento ameboideo, etc. b) Movimiento Browniano: Es el movimiento de las moléculas suspendidas a nivel de la matriz citoplasmática. c) Efecto Tyndall: Es la refracción de la luz a través del citosol.

ORGANELAS MEMBRANOSAS Tienen membrana lipoproteíca: • Mitocondria • Plastidios: Cloroplastos, cromoplastos y leucoplastos. • Citosomas: Lisosomas, peroxisomas, glioxisomas, vacuolas.

SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS Permite el transporte y la circulación celular. Además sintetizan sustancias. • Retículo endoplasmático (R.E). • Golgisomas (DICTIOSOMAS). • Carioteca.

Mitocondria

Cloroplasto

Vacuola

Retículo endoplasmático liso y riguroso Biología

40

Excelencia Pre-U

ORGANOIDES Estructuras (organelas) no membranosas. • Ribosomas, centriolos, cilios, flagelos, inclusión.

Centriolo

Centriolo

NÚCLEO Estructura propia de células eucariotas, presenta ADN (material genético) controla las principales funciones de la célula: Partes a) Carioteca o envoltura nuclear: Doble, membranosa y porosa. b) Cariolinfa o nucleoplasma: Fluido coloidal, contiene a las cromatinas y los nucléolos, es aquí donde forman los ácidos nucleicos. c) Cromatina: Formada por ADN y por proteínas básicas denominadas HISTONAS que se entrecruzan formando la RED NUCLEAR: d) Nucléolo: Estructuras esféricas y densas formada por ARN y proteínas, es donde se forman los precursores ribosómicos. En un núcleo pueden existir uno o más nucléolos.

Excelencia Pre-U

41

Biología

Ejercicio de aplicación 1 ¿En qué se asemejan y en qué se diferencian las células procariotas y eucariotas vegetales y animales? ESTRUCTURAS

PROCRIOTAS

Pared celular

EUCARIOTAS VEGETAL

ANIMAL

Sí

Sí

No

Membrana celular

Sí

Sí

No

Ribosomas

Sí

Sí

Sí

Retículo endoplasmático

No

Sí

Sí

Aparato de Golgi

No

Sí

Sí

Vacuolas

No

Sí

Sí

Lisosomas*

No

No*

Sí

Peroxisomas

No

Sí

Sí

Glioxisomas

No

Sí

No

Mitocondrias

No

Sí

Sí

Plastidios

No

Sí

No

Centrosoma

No

No

Sí

Membrana celular

No

Sí

Sí

* Algunas celulares de plantas inferiores.

RESUMEN SINÓPTICO ESTRUCTURA CELULAR EUCARIOTA

FUNCIÓN

Pared celular

Protección, forma, estabilidad, soporte

Membrana citoplasmática

Transporte de biomoléculas, reconocimiento celular

Citoesqueleto

Soporte, división celular y movimiento de la célula y organelos

Centrosomas

Forma el huso acromático

Centríolos

Dan origen a cilios y flagelos. Organizan la formación de microtúbulos en células animales.

Flagelos

Locomoción

Cilios

Locomoción, desplazamiento de sustancias en la superficie.

Ribosomas

Síntesis de proteínas

Retículo endoplasmático rugoso

Síntesis, almacenamiento y transporte de proteínas

Retículo endoplasmático liso

Síntesis de lípidos, almacenamiento y transporte de moléculas y detoxificación celular

Aparato de Golgi

Procesamiento, empaque y distribución de materiales celulares. Forma a los lisosomas, peroxisomas y glioxisomas

Lisosomas

Digestión celular

Peroxisomas

Degrada el agua oxigenada Biología

42

Excelencia Pre-U

Glioxisomas

Conviene ácidos grasos en azúcares (solo está presente en células vegetales)

Vacuolas

Almacenamiento de sustancias de reserva y de desecho

Mitocondrias

Respiración celular

Plastidios - Leucoplastos - Cromoplastos - Cloroplastos

- Almacenamiento de sustancias de reserva (almidón y grasas) - Almacenamiento de pigmentos coloreados - Fotosíntesis

Núcleo - Membrana nuclear - Carioplasma - Nucleolo - Cromatina

- - - -

SISTEMAS DE TRANSPORTE

Encierra a la cromatina, comunica al núcleo con el resto de la célula Metabolismo nuclear Síntesis de ARN ribosómico Contiene a los genes con la información hereditaria ORGANISMO, MACROMOLÉCULA Y/O ELEMENTO TRANSPORTADO

TRASNPORTE DE MACROMOLÉCULAS ENDOCITOSIS

Ingresan al interior con formación de vesículas

- Fagocitos

Virus, bacterias, esporas de hongos, protozoarios

- Pinocitosis

Soluciones líquidas conteniendo macromoléculas

EXOCITOSIS

Se expulsa productos de desechos o secreciones (hormonas, musílago, etc) TRANSPORTE MEDIADO POR MEMBRANA

TRANSPORTE PASIVO

No hay gasto de energía

- Difusión simple

Gases (CO2 , O2), lípidos

- Osmosis

Agua

- Difusión facilitada

Azúcares, iones

TRANSPORTE ACTIVO

Hay gasto de energía y se transporta aminoácido, azúcares, ácidos orgánicos, iones, etc.

Trabajando en clase Lectura: Bacterias: El ADN mitocondrial, como el bacteriano, carece de histonas, proteínas de carga positiva que se adhieren a este para empaquetarlo adecuadamente dentro del núcleo. - Ribosomas y síntesis de proteínas: Las proteínas realizan todas las funciones dentro de las células, y la fabricación o la síntesis de proteínas, constituye una de las principales funciones de la célula. Todas las síntesis de proteínas se producen exclusivamente dentro de las estructuras esféricas llamadas ribosomas, que se encuentran dispersas por toda la célula. Las mitocondrias llevan sus propios ribosomas para fabricar las proteínas que necesitan Excelencia Pre-U

43

(nuestras células poseen ribosomas en el citoplasma y dentro del mitocondrias). Los análisis microscópicos y químicos revelan que la estructura de los ribosomas mitocondriales es más similar a los ribosomas bacterianos que a los ribosomas de las células eucariotas. Adicionalmente, ciertos antibióticos, si bien son inocuos para las células eucarióticas, afectan las síntesis de proteínas tanto en las mitocondrias y las bacterias, lo que indica que el mecanismo de la síntesis de proteínas en la mitocondrias es similar al de las bacterias en lugar de a las células eucariotas, los ribosomas celulares poseen una subunidad 60S y otra 40S. Las bacterias y las mitocondrias poseen dos subunidades denominadas 50S y 30S. De hecho, Biología

los antibióticos que ejercen su efecto dañando la subunidad 30S (como estreptomicida) o las 50S (como eritromicina) dañan también a los ribosomas mitocondriales pero no a los celulares. Como se fuera poco la traducción eurocariótica (se le llama traducción al proceso por el cual las células fabrican proteínas) comienza con el aminoácido metionina. Adivinen ¿Cuál es el primer aminoácido en las proteínas producidas en las mitocondrias? De hecho, los cloroplastos, esos maravillosos organelos donde ocurre la fotosíntesis, tienen un origen muy similar, hasta poseen su propio ADN, como las mitocondrias. Esta es una clara muestra de evolución de cómo fue “haciéndose la vida en el planeta”.

1. ¿Cuál es la función de la mitocondria?

…………………………………………………………………………………………………………………

2. ¿Qué es una endosimbiosos?

…………………………………………………………………………………………………………………

3. ¿A quiénes se les llaman anaeróbicos?

…………………………………………………………………………………………………………………

4. Mencione tres similitudes que apoyen la Teoría de Lyn Margulis? ………………………………………………………………………………………………………………… Completar donde indica las flechas

Biología

44

Excelencia Pre-U

Verificando el aprendizaje 1. La……… es responsable del transporte retrógrado de vesículas a lo largo de los microtúbulos del axón. (SM-04 II) a) Miosina. b) Cinesina. c) Dineína. d) Vimentina. e) Actina.

6. A nivel celular, la síntesis de fosfatidilcolina se realiza en: (SM-05 II) a) El retículo endoplásmico liso. b) El retículo endoplásmico rugoso. c) El aparato de Golgi d) Las mitocondrias. e) Los lisosomas.

2. El movimiento browniano es realizado por: (SM-05 II) a) El Nucléolo b) Los Cloroplastos. c) Las Micelas Citoplasmáticas. d) Los Ribosomas. e) Los Cilios.

7. Estructura celular que modifica químicamente, empaca y distribuye las proteínas recién sintetizadas: (SM-09 II) a) Lisosoma Secundario b) Vacuola endocítica c) Retículo endoplásmico liso. d) Polirribosoma. e) Aparato de Golgi.

3. El conjunto de canales membranosas, tachonadas de ribosomas, reciben el nombre de: (SM-04 I) a) Retículo endoplasmático rugoso (RER). b) Peroxisomas. c) Carioteca. d) Aparato de Golgi. e) Retículo endoplasmático liso (REL) 4. Las Glucoproteínas presentes en la membrana del retículo endoplásmico rugoso, que permiten la unión del ribosomas a dicha membrana, se conocen como: (SM-11 II) a) Clatrinas. b) Riboclatrinas. c) Cadherinas. d) Desintegrinas e) Riboforinas. 5. La síntesis de lípidos, a nivel intracelular, es realizado por: (SM-07 II) a) El retículo endoplasmático rugoso. b) El retículo endoplasmático liso. c) La mitocondria. d) El aparato de Golgi e) El citoplasma

Excelencia Pre-U

45

8. La parte de la célula donde se sintetizan las proteínas, se llama: (SM-82) a) Nucléolo b) Citoplasma c) Mitocondrias d) Nucleoide e) Núcleo 9. En la célula viva, se realiza la digestión celular a nivel de: a) Lisosomas. b) Mitocondrias. c) Aparato de Golgi d) Centriolos e) Ribosomas. 10. La subunidad mayor……., de los ribosomas procarióticos, presenta un lugar denominado sitio catalítico, en el que actúa la enzima……. (SM-12 II) a) 80 S - aminoacilsintetasa b) 50 S - peptidiltransferasa c) 60 S - peptidilreductosa d) 90 S - aminoaciltransferasa e) 70 S - peptidilsintetasa

Biología

Repaso Trabajando en clase 1. Personaje que acuño la palabra “citoplasma”: a) Brown b) Purkinge c) Schleiden d) Hooke e) Dujardin 2. Una diferencia entre vegetales y animales es: a) Mitocondria b) Peroxisoma c) Núcleo d) Gioxisoma e) Ribosomas 3. La locomoción de algunos organismos unicelulares es consecuencia del flujo citoplasmático del ectoendoplasma; a este proceso se le conoce como movimiento: (SM-91) a) Ameboideo b) Ciliar c) Flagelar d) De pulsión flagelar e) De reptación 4. La síntesis de lípidos, a nivel intracelular, es realizado por: (SM-07 II) a) El retículo endoplasmático rugoso. b) El retículo endoplasmatico liso. c) La mitocondria d) El aparato de Golgi e) El citoplasma 5. A nivel celular, la síntesis de fosfatidilcolina se realiza en: (SM-05 II) a) El retículo endoplasmático liso. b) El retículo endoplasmático rugoso. c) El aparato de Golgi. d) Las mitocondrias e) Los lisosomas 6. Organela que modifica químicamente, empaca y distribuye las proteínas recién sintetizadas: (SM-09 II) a) Lisosoma secundario b) Vacuola endocítica Biología

c) Retículo endoplasmático liso d) Polirribosoma e) Aparato de Golgi 7. El VIH pertenece al nivel: a) Celular b) Molecular c) Supramolecular d) Tisular e) Muscular 8. Porción anatómica que interviene activamente en el proceso de turgencia en ciertas células, como la célula vegetal: a) Membrana celular b) Lisosoma c) Glioxisoma d) Plasmodesmo e) Pared celular 9. Sobre los plasmodesmos, es cierto que: a) Se presentan en vegetales, algas, hongos y bacterias. b) Tienen función de soporte e inmunidad. c) Tienen lignina y suberina. d) Contienen protoplasma. e) Comunican a las células vegetales. 10. La membrana citoplásmica de la célula animal está constituida por: a) Sólo celulosa b) Sólo colesterol c) Sólo fosfolípidos y proteínas d) Colesterol, proteínas y fosfolípidos e) Celulosa, proteínas y fosfolípidos 11. La zona glúcidica de las membranas de protozoos y animales, compuesta de azúcares y cadenas peptidicas cortas, y que participa en diversas actividades, como el reconocimiento celular durante las reacciones inmunitarias, de denominan: (SM-07 I) a) Fasfoglicérido b) Glucocálix c) Glutamato d) Gangliósido e) N-acetilglucosamina 46

Excelencia Pre-U

12. Considerado como la unidad de la Ecología: a) Ecotono b) Ecotipo c) Ecosfera d) Ecosistema e) Biocenosis

18. Desde el punto de vista biogenético, señala la alternativa que corresponde a las moléculas más importantes: a) Lípidos b) Proteínas c) Ácidos nucleicos d) Carbohidratos e) Vitaminas

13. Considerado como el primer nivel biótico: a) Viral b) Celular c) Tisular d) Poblacional e) Organológico 14. Componente químico presente en la pared celular de un hongo, una bacteria, un vegetal y una arqueobacteria, respectivamente: a) Celulosa, quitina, mureina, seudomureina b) Quitina, celulosa, celulosa, mureina. c) Mureina, seudomureina, quitina, celulosa. d) Quitina, mureina, celulosa, seudomureina. e) Seudomureima, celulosa, mureina, quitina. 15. La celulosa se concentra en mayor cantidad en la pared celular de una planta a nivel de la (del): a) Lamina media b) Pared primaria c) Pared secundaria d) Pared terciaria e) Plasmodesmo 16. El almidón, que se almacena en un tubérculo como la papa, es sintetizado a nivel de: (SM-11 II) a) El cormo b) La raíz c) El bulbo d) El rizoma e) La hoja 17. Lo que el glucógeno representa para el animal, lo representa para las plantas. (SM-88) a) La sacarosa b) El almidón c) La glucosa d) La clorofila e) La celulosa

Excelencia Pre-U

47

19. Entre las diversas moléculas biológicas, los lípidos tienen ciertas propiedades, tales como almacén de energía, aislante térmico y otras; también forman parte integral de la estructura de: (SM-98) a) Las cápsides bacterianas. b) Los anticuerpos superficiales. c) El sistema de membrana. d) Membrana citoplasmática. e) Los mucopolisacáridos. 20. El mayor número de tipos de moléculas que abundan en una bacteria, corresponde a: a) Ácidos grasos y precursores. b) Aminoácidos alifáticos. c) Nucleótidos y precursores. d) Azúcares y precursores. e) Alcoholes y precursores. 21. En relación a las histonas, marca la respuesta incorrecta: (SM-04 I) a) Son ricas en glicina b) Están conservadas en las diferentes especies. c) Son proteínas básicas. d) Son proteínas ricas en lisina. e) Forman parte de los nucleosomas.

Biología

Biología

48

Excelencia Pre-U

FÍSICA Primer Bimestre

EXCELENCIA PRE-U

Pág. Análisis dimensional

51

Análisis Vectorial

57

Cinemática 63 Movimiento rectilíneo uniformemente variado (M.R.U.V.)

70

Movimiento vertical de caída libre (M.V.C.L.)

76

Movimiento parabólico de caída libre (M.P.C.L.)

81

Movimiento Circunferencial

87

Repaso 92

Análisis dimensional MAGNITUD FÍSICA

2. Magnitudes derivadas

Es toda característica o propiedad de la materia o fenómeno físico que puede ser medido con cierto grado de precisión, usando para ello una unidad de medida patrón convencionalmente establecido. Las magnitudes físicas, se clasifican en:

I. Según su origen

Para resolver el problema que suponía la utilización de unidades diferentes en distintos lugares del mundo, en la XI Conferencia General de Pesos y Medidas (París, 1960) se estableció el Sistema Internacional de Unidades (SI).

1. Magnitudes fundamentales

En primer lugar, se eligieron las magnitudes fundamentales y la unidad correspondiente a cada magnitud fundamental. Una magnitud fundamental es aquella que se define por sí misma y es independiente de las demás, además sirven de base para fijar las unidades y en función de las cuales se expresan las demás magnitudes (masa, tiempo, longitud, etc.).

En segundo lugar, se definieron las magnitudes derivadas y la unidad correspondiente a cada magnitud derivada. Una magnitud derivada es aquella que se obtiene mediante expresiones matemáticas a partir de las magnitudes fundamentales (densidad, superficie, velocidad).

II. Según su naturaleza 1. Magnitudes escalares

Son aquellas que quedan perfectamente definidas mediante un número real y su correspondiente unidad de medida. Ejemplo: –10 ºC; 5 kg; etc.

2. Magnitudes vectoriales

Son aquellas que, además de conocer su valor y unidad, se requiere de su dirección para quedar perfectamente definidas. Ejemplo: • La velocidad • La aceleración • La fuerza, etc.

SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI) Se instauró en 1960, reconociéndose, inicialmente, seis unidades físicas básicas. En 1971 se añadió la séptima unidad básica: el mol. Actualmente considera siete magnitudes fundamentes y dos auxiliares.

Excelencia Pre-U

51

Física

Ecuación dimensional Es aquella igualdad matemática que sirve para relacionar las dimensiones de las magnitudes físicas fundamentales, para obtener las magnitudes derivadas y fijar así sus unidades además, permite verificar si una fórmula o ley física, es o no dimensionalmente correcta.

Notación Se usan un par de corchetes [ ] se lee “Ecuación dimensional de…” Ejemplo: [B] Ecuación dimensional de la magnitud física B Símbolos, dimensiones y unidades de magnitudes físicas derivadas

Propiedades de las ecuaciones dimensionales

1º Todos los números, ángulos, funciones trigonométricas, logarítmicas o exponencionales son adimensionales por lo que su ecuación dimensional es la unidad. Física

52

Ejemplo: [Cos 74º] = 1 ⇒ [ 5 ] = 1 [2p] = 1 : 3 - πD= 1 2 Excelencia Pre-U

2º Solo se podrá sumar o restar magnitudes de la misma especie y el resultado de dicha operación será igual a la misma magnitud. Ejemplo: 4m+3m=7m [4 m] + [3 m] = 7 m

3º Si una formula física es dimensionalmente correcta u homogénea, todos los términos de dicha ecuación deben ser dimensionalmente iguales. (Principio de homogeneidad) Así, sea la fórmula física: J+I=C–R

L+L=L

[J] = [I] = [C] = [R]

Ejemplo: 77 s – 7 s = 70 s [77 s] – [7 s] = [70 s] T–T=T

Trabajando en clase Integral 1. Determina la fórmula dimensional de “x”. B x B: velocidad; A: frecuencia Resolución: x = B2 A A=



[x] =

UNMSM 5. Determina la dimensión “x” si la siguiente la expresión es dimensionalmente correcta:

_Tan30º i + Ln b F: fuerza a: aceleración p: presión Resolución:

7B A

LT- 1 = L T = 2 2 _T - 1 i 7A A

2. Determina la fórmula dimensional de “x”.

PK2 Dd

C=



Datos: C: velocidad D: densidad

F



⇒ 1 = < XVa F A 2 W3

Sen60º

2

F=
FR Vibratorio

Volumen Forma Densidad

Definido Definido Alta

Plasmático Estado iónico (cargas eléctricas), se encuentra a altas temperaturas y en el universo. Ejemplo: Sol, estrellas, etc. Cambio de estado de agregación de la materia

A continuación completar el siguiente cuadro sobre cambios de estados de la materia: CAMBIO DE ____ A _____ Formación del hielo seco CO2(s)

(

NOMBRE DEL CAMBIO DE ESTADO

)

Poner a hervir agua Formación de las lluvias Preparar adoquines (helados) En los encendedores se tiene gas butano (C4H10*) licuado Derretir hielo, fundir metales Olor emanado por la naftalina Química

100

Excelencia Pre-U

TRANSFORMACIONES DE LA MATERIA (FENÓMENOS) FÍSICAS

QUÍMICAS

NUCLEARES

No se forman nuevas Se forman nuevas sustancias sustancias

Se forman nuevas sustancias

No ocurre cambios

Existen cambios por la ruptura de los Por fisión y fusión nuclear. Hay enlaces entre átomos y formación de desintegración y formación de nuevos nuevos enlaces elementos.

Energía baja

Energía alta

Energía extremadamente alta

OJO Los líquidos que cambian de estado rápidamente como la vaporización y en forma espontanea como la acetona, gasolina, bencina, etc, se les denomina volatilización. A continuación coloca entre paréntesis (F) si es una transformación física (Q) si es química (N) si es nuclear. ZZ Combustión de la gasolina ZZ Catabolismo de las enzimas ZZ Disolver sal en agua ZZ Pulsera de oro de 18 kilates ZZ Fermentación de la jora

( ( ( ( (

) ) ) ) )

ZZ Liberación de energía del sol ZZ ZZ ZZ ZZ

( ) Fotosíntesis ( ) Fisión del uranio ( ) Fusión del hidrógeno ( ) Fusión de la parafina de una vela ( )

RELACIÓN: MATERIA – ENERGÍA Ecuación de Albert Einstein Ley de Conservación materia – energía “La materia y la energía se pueden interconvertir mutuamente pero la suma total de ambas permanece constante en el universo” E = m . c2 Donde: 2 Joule = kg f9 # 1016 m2 p s 2 20 cm Ergios = g f9 # 10 p s2

E = energía liberada o absorbida M = masa de los productos de la reacción C = velocidad de la luz = 3 × 108 m/s; 3 × 1010 cm/s

Sabías que: Premio Nobel: 2012 Robert Lefkowitz y Brian Kobilka Por su estudios sobre los receptores acoplados a la proteína G. Excelencia Pre-U

101

Química

Trabajando en clase

Integral

UNMSM

1. La proposición correcta respecto a la materia es: a) Esta formado por átomos y moléculas, pero no por iones. b) Las mezclas homogéneas están constituidos de dos o más fases c) Las sustancias no tienen composición definida d) las mezclas heterogéneas están constituidas de una sola fase. e) Las moléculas son partículas formados por la unión química de dos o más átomos Resolución: Toda molécula al ser un tipo de sustancia pura está formada por dos o más átomos.

5. El proceso que representa una transformación física es: a) La transformación del hierro en óxido férrico b) La conversión del hidrogeno en helio c) La sublimación del yodo d) La combustión de la glucosa en nuestro organismo. e) La neutralización de la acidez del estomago con leche magnesia Resolución: En un proceso físico no se altera la composición de la sustancia. Solo se modifica la forma externa. Es un proceso generalmente reversible; por lo tanto corresponde a la sublimación (que es un cambio de solido a gas). La clave es C

2. La proposición correcta respecto a la materia es: a) Continua, debido a que presenta espacios vacios. b) Una solución es una clase de materia homogénea porque el unirse presentan dos o más fases diferentes. c) Las sustancias puras más simples son los elementos químicos. d) Las mezclas pueden ser elementos o compuestos. e) Toda la materia tiene masa pero no volumen 3. La relación correcta es a) Amalgama: Mezcla heterogénea b) Bronce : Elemento c) Cobre : Elemento d) Aire: sustancia e) grafito: compuesto

6. El proceso que representa una transformación química es: a) El cambio del agua de líquido a vapor b) La desintegración radiactiva del uranio c) La dilatación de una barra de cobre por aumento de temperatura d) La respiración aeróbica que convierte el oxigeno (O2) en dióxido de carbono (CO2) e) La fusión de la parafina de una vela

4 Las siguientes son representaciones de la materia a escala atómica. La asociación correcta es:

7. Es una característica de las transformaciones físicas: a) se forman nuevas sustancias b) se presentan cambios en la estructura interna de la materia. c) el cambio implica formación de nuevos elementos. d) la energía involucrada es alta e) solo cambia la apariencia externa de la materia.

a) Compuesto - Mezcla homogénea – mezcla heterogénea b) Compuesto – mezcla homogénea – alótropos c) Elemento – mezcla homogénea – mezcla heterogénea d) Elemento – compuesto - mezcla heterogénea e) Mezcla homogénea - compuesto- alótropos

8. Es una propiedad extensiva de la materia a) Tensión superficial b) Punto de fusión c) Densidad d) Volumen e) Maleabilidad Resolución: En una propiedad extensiva si nos interesa que dependa de la cantidad de materia para ser examinada el volumen depende de la masa. La clave es d

Química

102

Excelencia Pre-U

9. Es una propiedad intensiva de la materia: a) Peso b) Volumen c) Absorbancia d) Capacidad e) Punto de ebullición 10. Elija la alternativa correcta respecto a las características del estado gaseoso: a) Presenta forma y volumen definidos. b) Alta energía cinética de las partículas c) Las fuerzas de repulsión molecular son proporcionadas a las fuerzas de atracción d) Poseen alta densidad e) Poseen un desplazamiento vibratorio por diferenciar de presiones. 11. Señala la alternativa correcta: a) Licuación : Solido a gaseoso b) Gasificación: Liquido a vapor c) Solidificación; Solido a gaseoso d) Vaporización: Liquido a gas e) Condensación : Vapor a liquido UNI 12. Cuando un kilogramo de uranio sufre una fisión nuclear como en la detonación de una bomba atómica, se liberan 9 × 1020 ergios de energía al medio ambiente. Calcular la masa que no ha reaccionado en la explosión nuclear. a) 999 g b) 3 g c) 1 g d) 5 g e) 2 g

Excelencia Pre-U



Resolución: Considerando la ley de la relación: Materia- Energía de Einstein tenemos los siguientes datos: Minicial = 1jg = 1000g E = 9 × 1020 ergios C2 = 9 × 1020 cm/s2 mRx=? 9 # 1020 ergios Mrx = E2 = = 1g C 9 # 1020 cm2 /s2 ∴ Mno reacciona = Mi - Mrx



= 1000 - 1 = 999 g

13. ¿Cuándo 100 gramos de plutonio sufre una fisión nuclear, se liberan 18 × 1020 ergios de energía al medio ambiente. Calcular la masa que no ha reaccionado en la explosión nuclear. a) 90 g b) 98 g c) 2 g d) 46 g e) 4 g 14. Si durante una explosión termonuclear se consumió 7,2 gramos de plutonio ¿Qué energía en Joule se libero? Dato: 1 Joule = = 107 ergios a) 64,8 × 1013 J b) 64,8 × 1016 J 14 c) 64,8 × 10 J d) 64,8 × 1017 J 15 e) 64,8 × 10 J 15. La energía (en Joule) que se libera por la desintegración total de 500 gramos de plutonio es: a) 45 × 107 J b) 4,5 × 1019 J c) 4,5 × 1016 J d) 1,5 × 1016 J e) 1,5 × 1019 J

103

Química

Sigo practicando 16. La química es una ciencia experimental que estudia a la materia. Pero una de las siguientes características no corresponde a dicho estudio: a) Su composición b) Sus propiedades físicas y químicas. c) Las leyes que gobiernan sus transformaciones d) Los cambios de energía asociados la materia. e) Las leyes del movimiento que los gobierna 17. No es sustancia Simple: a) Oxigeno monoatómico c) Fosforo Blanco e) Cal viva

b) Grafito d) Bromo

18. ¿Cuál de las siguientes clases de materia corresponde el “vinagre blanco”? a) Elemento b) Sustancia simple c) Compuesto d) Mezcla homogénea e) Mezcla heterogénea 19. Indica una sustancia que presenta ductibilidad a) Oxigeno b) Argón c) Oro d) Nitrógeno e) Madera 20. Un cambio químico se produce cuando: a) El Yodo se sublima b) El azufre se disuelve en el agua c) El cobre se funde a altas temperaturas d) El hierro se oxida e) El vapor se condensa 21. ¿En qué ocasión ocurre un cambio físico? I. En la digestión de los alimentos. II. En la volatilización del éter. III. En la producción de sonidos por cuerdas vocales. IV. En la función del hielo. a) II y III d) II y IV b) II, III y IV e) Todos c) I, III y IV 22. Señala aquello que no corresponde a un fenómeno químico: a) La fotosíntesis b) La oxidación de los metales c) La fermentación de la “chicha de Jora” d) La combustión de la madera e) La sublimación de la naftalina 23. En la escala de “MOHS” la sustancia más dura es él: a) Diamante d) Carbono b) Cuarzo e) Talco c) Hierro

25. Es una propiedad intensiva y física de la materia: a) La circulación de corriente a través de un alambre de cobre b) La oxidación de una varilla de hierro c) La detonación de una bomba de plutonio d) La gravedad de la luna e) El volumen de una esfera de acero 26. ¿Cuántos son propiedades extensivas e intensivas de la materia, respectivamente? ( ) Temperatura ( ) Inercia ( ) Masa ( ) Densidad ( ) Elasticidad ( ) volumen a) 5 y 1 d) 2 y 4 b) 4 y 2 e) 1 y 5 c) 3 y 3 27. Marca la proposición correcta: a) La fusión de la parafina es un fenómeno nuclear b) La densidad es una propiedad intensiva de la materia ya que no depende de la cantidad de la misma c) Todo líquido se considera como fluido ya que su volumen es variable d) La energia una forma de materia enrarecida. e) La materia y la energía no se crean ni se destruyen solo le transforman 28. Durante una explosión nuclear se detonaron 1 kg de uranio, desprendiéndose 9x1022 ergios de energía. Calcula la masa que no ha reaccionado. a) 900 g d) 100 g b) 50 g e) 80 g c) 950 g 29. En cierta reacción química se usaran 40 gramos de reactivo de uranio y solo el 0,005% se transforma en energía. ¿Cuál es el valor de dicha energía en ergios? a) 1,8 ×1015 d) 1,8 ×1021 14 b) 1,8 ×10 e) 36 ×1022 18 c) 1,8 ×10 30. En la reacción:

A + B  → C + 1, 44 × 10–19 joules



↓ X

↓

20 kg

↓

10 kg

Calcula el valor de “X” a) 220 kg d) 20 kg b) 180 kg e) 150 kg c) 130 kg

24. Es una propiedad extensiva de la materia: a) Dureza b) Tenacidad c) Maleabilidad d) Gravedad e) Temperatura Química

104

Excelencia Pre-U

Teoría atómica EL ÁTOMO: MARCO TEÓRICO Antecedentes históricos:

ZZ Empedocles (500 – 430 a.C.)



Todo lo que se encuentra a nuestro alrededor está compuesto de diversos materiales. Desde los tiempos más antiguos el hombre ha sentido curiosidad por comprender de que esta hecho todo lo que le rodea.

Propone la tierra, y afirmó que la materia estaría formada por 4 elementos: agua, aire, tierra y fuego.

Concepción filosófica (600 a. C.) ZZ Tales de Mileto (624- 565 a.C.)



Propone el agua. ZZ Aristóteles (384 – 322 a.C.)



Se opuso a la teoría atomista de Leucipo y Demócrito proponiendo la siguiente presentación:

ZZ Anaxímenes (515 – 524 a.C. )



Propone el aire.

ZZ Heraclito de efeso



Propone el fuego

ZZ Leucipo (450 a.C.) y Demócrito (380 a.C.)



Excelencia Pre-U

105

Propusieron que la materia estaba compuesta por partículas discretas e indivibles llamadas átomos; pero esta teoría nunca fue aceptada por Aristóteles por lo que fue abandonada. Permaneció latente durante 2300 años hasta el siglo XVII que fue aceptado por algunos científicos como Boyle (1661), Newton (1687) Química

ÁTOMO

⇒

CONCEPCIÓN CIENTÍFICA (SIGLO XIX) A. Teoría atómica: John Dalton (1808)

Considerado el padre de la teoría atómica moderna, su modelo se basa en los siguientes postulados. YY Todos los elementos químicos están constituidos por átomos, las cuales son partículas invisibles, indivisibles e indestructibles. YY Los átomos de un mismo elemento presentan igual tamaño, masa y otra propiedades YY Los átomos de elementos diferentes presentan propiedades diferentes. YY En una reacción química los átomos se reordenan sin destruirse, lo cual ocurre en proporciones numéricas simples.

Modelo atómico de dalton +

+

+

+ Núcleo

+ + Protones + Electrones –

Núcleo

+

Núcleo

+

+

+

B. Teoría atómica: Joseph Thomson: (1905)



En 1897 Joseph Thomson utiliza un tubo de rayos catódicos (descubierto por Plucker en 1859 y estudiados con más detalle por William Croques en (1886) en el cual instala un campo eléctrico mediante placas cargadas y observó que los rayos se desviaban hacia la placa positiva con lo cual concluyó que el rayo catódico en una corriente de partículas con cargas nucleares. A dichas particulares los llamo electrones, como había sugeridos anteriormente Stoney.

Química

106

Excelencia Pre-U

Modelo atómico “Budín de pasas

Thomson plantea que el átomo es una esfera de masa compacta y de carga positiva distribuida homogéneamente en la que se encuentran incrustadas los electrones de carga negativa.

C. Modelo atómico: Ernest Rutherford (1911)

Después de realizar el experimento del pan de oro, descubre el núcleo atómico con la cual plantea su modelo atómico que considera el átomo como un sistema planetario en miniatura cuya parte central posee un núcleo diminuto y positivo alrededor del cual giran los electrones en orbital circulares y concéntricas Modelo atómico Sistema planetario en Miniatura

-

+

-

-

D. Modelo atómico: Niels Bohr (1913)

Sin descartar el modelo de Rutherford, propone los siguientes postulados. YY Primer postulado: los electrones giran alrededor del núcleo en estado de equilibrio debido a que las fuerzas que actúan sobre el se anulan entre sí. YY Segundo postulado: los electrones solo pueden girar en ciertas regiones llamados niveles de energía. YY Tercer postulado: cuando un electrón gira en un nivel u órbita permitida, no emite ni absorbe energía. YY Cuarto postulado: el electrón emite energía cuando se acerca al núcleo y absorbe energía cuando se aleja de él.

Excelencia Pre-U

107

Química

E. Modelo atómico: Bohr – Sommerfield

Arnold Sommerfield formuló la existencia de los subniveles de energía, sostuvo también que los electrones, aparte de seguir orbitas circulares, también se guían orbitales elípticas.

MODELO ACTUAL Se define al átomo como un sistema energético dinámico en equilibrio o como la mínima porción de materia que conserva las propiedades de un elemento químico.

Neutrón Protón

Núcleo atómico: • Parce central del átomo • Contiene a los protones y neutrones • Dátomo= 1000 Dnúcleo atómico • Concentra el 99,99% de la masa total del átomo • Determina las propiedades físicas Núcleo

Electrón

Orbitales

Zona extranuclear: • Parte externa del átomo • Envuelve al núcleo, contiene a los electrones • Se encuentra prácticamente vacía • Determina el 99,99% del volumen del átomo • Determina las propiedades químicas

CLASIFICACIÓN DE PARTÍCULAS

Leptones Partículas de interacción débil, parecen no tener ninguna estructura

Electrón (e-) Neutrino (υ) Muón (m)

Bariones: Tienen espin fraccionarios, están formados por 3 quarcks

PARTÍCULAS SUBATÓMICAS Hadrones Partículas constituidas por Quarkcs

• Protón (+) • Neutrón (-) • Hiperón (D) • Hiperón (Σ) • Hiperón (W) Mesones: Tiene espín y están formados por 2 quarcks

• Mesones p • Mesones K

Química

108

Excelencia Pre-U

Representación: Núclido

Quarks

Es las partículas más pequeñas de la materia. Como puedes notar el átomo posee cerca de 200 partículas de las cuales 3 de ellas nos describen el comportamiento del átomo, se les denomina. Partícula subatómica fundamental Partículas Protón Neutrón Símbolos p+ N° –24 Masa (g) 1.672×10 1.675×10–24 C –19 0 A Absoluta +1,6×10 C R G Relativa +1 0 A Rutherford Chadwick Descubridor (1919( (1932)

electrón e– 9,1×10–28

A Z

E

Donde: A = Número de masa (nucleones fundamentales) Z = número atómico (carga nuclear) N = número de neutrones

Átomo neutro:

–1,6×10–19C

p=e=Z

A=z+n

Ejemplo:

–1 Thomson (1897)

donde: N = A – Z

p+ = 6 12 6C ( e = 6 nc = 6

En 1919 Rutherford y Wein observaron al protón, como la partícula emitida al bombardearse ciertos átomos (hidrógeno) con partículas alfa.

Sabías que: Premio nobel de química: 2011 Daniel Schectman (Israel) “Descubrimiento de lo cuasi cristales”

Trabajando en clase Integral 1. El número de protones y el número de neutrones de un átomo neutro están en la relación de 2 a 3. Si el numero de masa es 45, Calcula el numero atómico. a) 18 b) 27 c) 36 d) 15 e) 9 Resolución: Sea el: p = 2k n c = 3k & A = 5k = 45 &k=9 ` Z = p = 2 (9) = 18 Excelencia Pre-U

2. En un cierto átomo neutro el número atómico es al de neutrones como 7 es a 8. Si el numero másico es 75. Hallar el número de neutrones. a) 77 b) 35 c) 40 d) 42 e) 48 3. El núclido del átomo de un elemento presenta 16 neutrones. Halla el número de partículas positivas. 3 (x - 8)

a) 24 d) 20

b) 22 e) 28

x

E

c) 26

4. En un átomo neutro se cumple que: A + Z + N = 3 , hallar: A - Z + N N Z a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 e) 7

109

Química

UNMSM 5. En cierto átomo neutro el número de masa es 40, la cantidad de partículas neutras en 10 unidades mayor que la carga nuclear. Calcula el número atómico: a) 5 b) 25 c) 10 d) 15 e) 20 Resolución: Sabiendo que: 40 E Z N°=Z + 10 Si: A = Z + n 40 = Z + Z + 10 → 30 = 2Z ∴ Z = 15

6. En cierto átomo neutro el número de protones es 20 unidades menor que el número de neutrones. Si el número de masa es 66, determina el número atómico. a) 43 b) 23 c) 13 d) 36 e) 45 7. Identifica lo correcto en la siguiente notación: 192 77 Ir

a) 77 neutrones b) 115 nucleones c) 76 protones d) 172 electrones e) 115 partículas subatómicas neutras

10. Un átomo neutro posee 40 neutrones y su número de masa es el triple del número de protones. Halla su número atómico. a) 16 b) 20 c) 24 d) 28 e) 32 11. La suma de los números de masa de los átomos X y W es 84, la suma de sus neutrones es 44, donde el átomo W tiene 12 protones más que el átomo X. Determina los numero atómico del átomo X y W. a) 16 y 28 b) 24 y 36 c) 10 y 22 d) 14 y 26 e) 12 y 24 UNI 12. La diferencia de cuadrados entre el número de masa y el número atómico de un átomo neutro es igual la suma de estos. Calcula el número de neutrones para dicho átomo a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 e) 4 Resolución: Sea: A2 - Z2 = A + Z S diferencia de cuadrados

8. Si el número de neutrones del núcleo de un átomo neutro es la tercera parte de la suma del número atómico con el núcleo de masa. Calcula el valor del número atómico en función del número de masa. a) Z = A b) Z = A/2 c) Z= A/ 3 d) Z = 3A e) E= A/4 Resolución: Si: nc = 1 ^ Z + A h 3 & A - Z = 1 ^Z - A h 3 3A - 3Z = Z + A 2A = 4Z ` A =Z 2 9. Si el número de neutrones del núcleo de un átomo neutro es la cuarta parte de la suma del número atómico con el triple del número de masa. Química

Calcula el valor del número de masa en función del número atómico. a) A = Z b) A = 2Z c) 5Z = A d) A = Z/5 e) A = 5Z/2

& ^A + Z h $ ^ A - Z h = ^A + Z h A- Z = 1 Pero: A – Z = M N=1 13. La diferencia de cuadrados del número másico y numero atómico de un átomo de 2580, y el número de neutrones es 30. Halla el número de masa. a) 57 b) 59 c) 60 d) 58 e) 56 14. Halla el número de electrones de un átomo neutro cuya carga total es de –3,2 × 10–17 coulombs. a) 2 b) 20 c) 200 d) 2000 e) 20000 15. A cierto átomo neutro se encuentra que la carga nuclear absoluta es de +1,44 × 10–12 coulombs. Si el átomo posee 10 partículas neutras. Halla su número másico. a) 20 b) 17 c) 16 d) 22 e) 19

110

Excelencia Pre-U

Sigo practicando 16. Cierto átomo neutro tiene 30 neutrones. Si el numero másico y el numero de protones están en relación de 5 a 2, halla el numero de partículas fundamentales del átomo. a) 90 c) 80 e) 120 b) 50 d) 70 17. El nuclido del átomo de un elemento presenta 14 neutrones. Halla el número de masa ( 2x −6 ) x

a) 36 b) 34

E

c) 40 d) 42

e) 48

18. En un átomo neutro la relación entre la cantidad de neutrones, protones es de 6 a 5, si posee en total 80 partículas fundamentales. Halla la cantidad de neutrones de dicho átomo. a) 26 c) 29 e) 31 b) 28 d) 30 65

19. En la representación del 30 E , el átomo posee: a) 30p+, 35 n°, 30eb) 35p+, 35 n°, 65ec) 30p+, 35 n°, 30ed) 35p+, 35 n°, 30ee) 35p+, 35 n°, 30e20. Un átomo neutro tiene 26 electrones y su número de neutrones excede en 4 unidades al número de protones. ¿Cuál es el número de masa? a) 23 c) 28 e) 52 b) 22 d) 56 21. En relación a la siguiente notación indica la pro35 posición incorrecta: 17 Cl a) Se puede representar por Cl -35 b) El número atómico es 17 c) El número de masa es 35 d) En 10 átomos de cloro existen 180 neutrones e) En 5 átomos de cloro existen 170 protones 22. Ciento nuclido tiene 35 nucleones fundamentales. Si el número de partículas neutras excede en 5 unidades al número atómico, calcula la carga nuclear del nuclido. a) 29 c) 25 e) 28 b) 15 d) 30 23. La razón entre el número de neutrones y protones en un átomo es de 6 a 4. Si su número de masa es 90, ¿cuál es su número atómico? a) 26 c) 46 e) 58 b) 36 d) 56

Excelencia Pre-U

24. Si el número de neutrones del núcleo de un átomo neutro es la mitad de el número de masa. Calcula el valor del número de masa en función del número atómico. a) A= Z/3 d) A=5z/2 b) A=2z e) A=3z/2 c) A=3z 25. Un átomo neutro tiene 40 protones y su número de neutrones excede en 10 partículas al número de protones. ¿Cuál es su número de masa? a) 70 c) 80 e) 90 b) 30 d) 6 26. Según los modelos atómicos propuestos marca la relación correcta: a) Thompson: modelo del sistema planetario en miniatura. b) Becquerel: descubre el núcleo atómico c) Bohr: modelo del budín de pasas d) Millikan: determinó la carga del protón e) Rutherford: los electrones giran alrededor del núcleo. 4k +2 27. El núclido 2k −2 R , tiene 48 neutrones en su núcleo, entonces, el número atómico de R es: a) 46 c) 40 e) 38 b) 42 d) 48 28. Si en un átomo neutro se cumple que: A2 + z2 + n2 = 152 y el número másico es al número de protones como 10 es a 4. ¿Cuál es su número másico? a) 9 d) 10 b) 11 e) 12 c) 15 29. El número atómico de un átomo neutro es igual a Z = 3 1728 . Indica su número de masa, sabiendo que presenta 12 neutrones. a) 20 d) 42 b) 34 e) 24 c) 33 30. Halla el número de electrones de un átomo neutro cuya carga total es de –6,4×10–18 Coul. a) 4 d) 4000 b) 40 e) 40000 c) 400

111

Química

Nuclidos, iones, química nuclear REPRESENTACIÓN DE UN NÚCLIDO Se llama núclido a un átomo con un número de protones (p+) y neutrones (n°) definido. A Z

Las especies isolectrónicas son aquellas especies químicas que poseen igual cantidad de electrones, y la misma configuración electrónica. Na+ 1 = Ne = F - 1 10 9 S S S 11

E

10e

Donde: A = número de masa (Nucleones) Z = número atómico (carga nuclear) N°=número de neutrones

10e

10e

CLASIFICACIÓN: NÚCLIDOS: I. Isótopos (Hilidos) YY Descubierto por Soddy YY Son átomos de un mismo elemento con igual

Z = #p+

A = Z + Nº

número atómico (Z) o protones. YY De propiedades físicas diferentes y químicas similares.

N=A–Z

Ejemplo: Si: 39 19

Z ]19 protones K contiene [19 electrones ] \ 20 neutrones



Z

Ión *

catión (+ ), perdió electrones anión(- ), ganó electrones

E

Deuterio Tritio (D2O) (T2O) 0,015% 10-15% Agua Agua Pesada Superpesada

3 H 1

Isótopos del hidrógeno –

–

–

+

+

+ +

1 H 1

2 H 1

3 H 1

(Protio)

(Deuterio)

(Protio)

II. Isóbaros YY Átomos de elemento diferentes con igual nú-

#e- = Z - (q) ........c arg a del ion Química

Z

Protio (H2O) 99,975% Agua Común

#e- = Z - (q) ........c arg a del ion

37 - 1 17 Cl

E

2 H 1

Z ]13 protones contiene [14 neutrones ] \10 electrones

Z ]17 protones contiene [ 20 neutrones ] \18 electrones

Z

1 H 1

Ejemplos: 27 + 3 13 Al

E

Ejemplo:

Observaciones: • En todo átomo neutro se cumple que: Z = #p+ = #e– • Cuando un átomo no es neutro se llama especie iónica (ión)

Representación

mero másico (A)

YY De propiedades físicas y químicas diferentes. 112

Excelencia Pre-U



Representación: A E Z1

TRANSFORMACIÓN NUCLEAR: QUÍMICA NUCLEAR

A X Z2

Se ha encontrado que núcleos de átomos de elementos ligeros o livianos son estables; pero ciertos núcleos, generalmente grandes (pesados) son inestables en su estado natural, produciendo emisión de partículas subatómicas como la liberación también de una gran cantidad de energía. En la transformación nuclear ocurre la: Fisión nuclear (desintegración de núcleos pesados)

Ejemplo:



127 Te 52

127 53

I

III. Isótonos

YY Átomos de elementos diferentes con igual

226 4 & 226 88 Ra " 88 Rn + 2 a + Energia

YY De propiedades físicas y químicas diferen-

Fusión nuclear (unión de núcleos livianos)

Representación:

& 21 H + 31 H " 42 He + 10 n + Energia

número de neutrones (N)



tes.



A1 E Z1 N

A2 X Z2 N



Neutrón Fisión de productos

Neutrón

Ejemplo:

23 Na 11 N = 12

Neutrón

RADIACTIVIDAD NATURAL

Es el promedio ponderado de las masas de los isótopos que constituyen dicho elemento considerando el porcentaje de abundancia de cada uno de ellos en la naturaleza. Sea un elemento “E” y sus isótopos respectivamente

E Z

a1%

& mA (E) =

A2

E Z

a2%

A3

E

Z a3%

Es un fenómeno natural mediante el cual núcleos de átomos, de elementos inestables, emiten espontáneamente partículas subatómicas nucleares. Estas son: Radiación alfa(a), beta (b) gamma (g) Este fenómeno fue descubierto por Henry Becquerel en 1897, analizando un mineral de Pechblenda Representación de las partículas: Rayos alfa (a):42 a = 42 He (v = 20000 km/s) Rayos beta (b): - 01b = - 01 e (v=270000 km/s)

A1 a1 + A2 a 2 + A3 a3 100

Donde: A1, A2,A3: número másicos de cada isótopo a1%; a2%,a3%: porcentajes de abundancia de cada isótopo

Rayos gamma (g): 00g (ondas electromagnéticas) (v=30000 km/s) Poder de penetración: g2 b 2 a

Ojo: Los isótopos más abundantes son los que tienen mayor influencia en la masa atómica promedio y no necesariamente son los isótopos más pesados. Excelencia Pre-U

Fisión de productos

Núcleo objetivo

24 Mg 12 N = 12

MASA ATÓMICA (MA) DE UN ELEMENTO

A1

Neutrón

113

Química

NUCLIDOS, IONES, QUÍMICA NUCLEAR

5.o año

RADIACTIVIDAD ARTIFICIAL

ECUACIÓN NUCLEAR

Se origina por la manipulación de la materia y crear nuevos elementos químicos. Así se han creado los denominados “Elementos transuránidos” (posteriores al Uranio) Se dice que son artificiales y con valores de z mayores a 92. Descubierto por Irene Curie en 1935 al bombardear el Al –27 con rayos a: 27 Al + 42 He → 30 P + 10 n 13 15 Ejemplo: 236 U + 42 a → 239 Pu + 10 n + Energía 92 94

electrón deuteron

A+

A2 Z2

A

X →Z33 B +



partículas de bombardas

A4 Z4 

X

partícula emitida

& Z1 + Z2 = Z3 + Z 4 A1 + A2 = A3 + A 4 Ojo: notación simplificada: A(x;y)B Ejemplo: 14 17 7 N (a , p) 8 O

Partículas implicadas en reacciones nucleares: Protón

A1 Z1

1 + positión + 01 B " B 1H " p 0 4 2a " a - 1 B " e alfa 2 1 neutron 0 n " n 1H " d

14 4 7 N + 2a

1 " 17 8 O + 1P

Sabías que: Premio nobel 2010 Richard Heck (EVA) EI-ichi Negishi y Akira Suzuki (Japón) Por las reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por el paladio en síntesis orgánicas. Informe: Partícula de Dios Es llamada así porque es la partícula que supuestamente dio origen a todas las partículas subatómicas conocidas que se plantearon en la gran explosión (Big Bang)

Trabajando en clase Integral 1. Un elemento químico forma un catión trivalente, si su número atómico es 22, ¿cuántos electrones posee? Resolución: Sea el elemento: 3+ – 22E ⇒ #e = 22 – 3 = 19 2. Un elemento químico forma un anión divalente, si el ión tiene 40 neutrones y 34 electrones, ¿cuál es su número de masa? 3. Diga que proposiciones son incorrectas:

3

QUÍMICAQuímica

I. Todo átomo presenta una zona extranuclear (cargado negativamente y un núcleo de carga positiva) II. Todos los elementos tiene isótopos naturales. III. En todo ión se cumple que el número de electrones es mayor que el número de protones. 4. En relación a los isótopos del hidrógeno indica V o F las siguientes proposiciones: I. El protio no tiene neutrones II. El tritio es radioactivo III. El agua pesada está formada por deuterio, oxígeno a) VVF b) VFV c) VFF d) VVV e) FVV

114

114

Excelencia Pre-U

NUCLIDOS, IONES, QUÍMICA NUCLEAR

5.o año

UNMSM 5. Si el átomo es isótopo del átomo entonces, el número de neutrones de “x” es: Resolución: Si el átomo: 42 X Z

⇒

42 X Z

isótopo

43 Y 22

10. Un átomo “x” es isóbaro con el P-30 e isótono con el Ne- 27; además, el Ne tiene 10 partículas en su zona extranuclear. Halla el número atómico de “x” 11. La carga absoluta de un ión metálico es: +3,2 × 10–19 Coul. Si este ión posee 10 electrones y su número másico es 25, halla la cantidad de partículas neutras del ión.

∴ N = 42 -22 = 20 n

UNI

6. Cierto átomo “X” tiene tantos neutrones como protones más 4 y además se sabe que tienen 28 electrones. ¿Cuál es su número de masa del catión divalente? 1+

12. ¿Cuál es el número de masa de un átomo si es isótono 126C con el e isótopo con el 105B? Resolución: Sea “E” el elemento: A z =5

2–

7. Si los siguientes iones A y B tiene 19 y 84 electrones respectivamente, determina los números atómicos de cada ión.

N =6

2– 8X

igual # electronico

1+ ZY

⇒ 8 + 2 = z – 1 → z = 11 9. Se tiene tres hilidos como números de masa consecutivos. Si la suma de sus números másicos es 150, y el número de neutrones del isótopo más liviano es 30, calcula el número de neutrones del isótopo más pesado.

Excelencia Pre-U

B

10 5

A = 5 + 6 = 11 13. Determina el número atómico del átomo “X” si se sabe que la suma del número atómico con el número de masa es 114 y además es isótono con 14. Cierto átomo tiene una relación de neutrones y protones de 9 a 8; además, N – Z = 2. Determina el número de electrones del catión divalente de dicho átomo. 15. Los valores de A y Z en la ecuación: 130 2 A 1 52 R + 1 H " Z E + 2 0 N

115

115

⇒N = 12−6= 6n

isótopo

ión 88X2– 1+

8. Si el tiene el mismo número de electrones de Y , entonces el número atómicod e “Y” es: Resolución: Sea el ión:

isótono → 12C E  6

Química

QUÍMICA

3

Sigo practicando 16. El anión E4– tiene 26 electrones. Si en el núcleo tiene 30 neutrones, su número de masa es: a) 58 d) 50 b) 54 e) 42 c) 52 17. “Los isótopos de un elemento son átomos que tienen igual … pero diferente …” La proposición anterior se completa con: a) Número de neutrones – números de masa b) Número de masa – número de protones c) Número de protones – número de electrones d) Número atómico – número de masa e) Número de electrones – número de masa 18. La carga de un ión que tiene 3 neutrones, 2 electrones y 3 protones es: a) 3 + d) 0 b) 2 – e) 3 c) 1+ 19. Un catión de carga 2 posee 20 protones. El número de electrones del ión es: a) 18 d) 21 b) 19 e) 22 c) 20 20. Si la cantidad de protones que posee un catión trivalente es 21 y su número de neutrones es 12 el número de partículas fundamentales que posee es: a) 12 d) 51 b) 21 e) 13 c) 18 21. La suma de los electrones de los iones E3+ y M1– es 28, halla la suma de los electrones de los iones E2– y M1+ a) 28 d) 32 b) 30 e) 35 c) 31 22. Un ión bipositivo presenta la misma cantidad de electrones que un anión de la misma carga relativa y número atómico 24. Halla el número atómico de dicho elemento. a) 30 d) 28 b) 32 e) 38 c) 34 23. Si la cantidad de protones que posee un anión trivalente es 15 y su número de neutrones es 16, el numero de partículas fundamentales que pose dicho anión es: a) 15 d) 49 b) 16 e) 33 c) 31

Química

24. Dos isóbaros posee números atómicos que suman 87 y presentan en total 93 neutrones. Señala el número de masa del isóbaro de menor carga nuclear. a) 180 d) 92 b) 90 e) 85 c) 89 25. Un átomo en estado basal es isótopo con otro átomo cuyo número de masa es 108 y número atómico 47 e isótono con el isótopo U – 235 (z = 92). Halla el número de partículas fundamentales que presenta el catión divalente de dicho átomo. a) 61 d) 235 b) 143 e) 347 c) 204 26. Los isótopos de un elemento son 18E y 22E si su masa atómica es 20,8. Halla el porcentaje del isótopo más abundante. a) 20% d) 70% b) 80% e) 65% c) 30% 27. Un átomo “X” es isótono con otro átomo “Y” el cual posee una carga nuclear de 33 protones y número de masa 70, además es isóbaro con el 66Zn ¿Cuántos electrones posee el anión divalente del átomo “X”? a) 21 d) 31 b) 28 e) 26 c) 27 28. ¿Cuántos electrones ha ganando un anión que tiene igual número de electrones que el catión trivalente del Al(z = 13) si al inicio el átomo tenía 3 electrones menos que anión monovalente del F (z = 9)? a) 4 d) 3 b) 2 e) 1 c) 5 238 29. El 92 es bombardeado por un proyectil “X” 241 y se convierte en 94 Ra y emite un neutrón, ¿de qué estará constituido el proyectil “X”?

U

a) Alfa d) Positrón b) Beta e) Deutrón c) Gamma 30. Dos átomos poseen la misma carga nuclear. Si la suma de los electrones de los iones A3– y B1+ es 42 y NA = NB + 6 = ZA + 8. Halla la suma de los números de masa de A y B a) 90 d) 96 b) 80 e) 102 c) 94

116

Excelencia Pre-U

Número cuánticos (N.C) MARCO TEÓRICO Al siglo XIX se le podría llamar el siglo del átomo, pues todos los esfuerzos científicos de esa época apuntaron a comprender la estructura del átomo. Por su parte, al siglo XX se le puede considerar como el siglo del electrón, ya que apostaron a estudiar su comportamiento, naturaleza. En 1905: Albert Einstein propone la dualidad de la luz; es decir, la luz presenta comportamiento tanto de partículas o como onda. En 1926, Schrödinger considera que el electrón no gira en trayectoria circular, como lo propuso Bohr, sino que existe la probabilidad de que un electrón pueda ser encontrado en un orbital, desarrollando en el año 1928 una ecuación matemática muy compleja llamada Ecuación de onda.

En 1913, Niels Bohr propone en su modelo atómico la existencia de niveles de energía, lo que fue un gran aporte al modelo atómico actual.

En 1924, Louis de Broglie propuso que la dualidad no solo la presenta la luz, sino se cumple para todo tipo de cuerpo material, ya sea macroscópico o submicroscópico. Excelencia Pre-U

Por lo tanto, los números cuánticos (N.C.) son fórmulas matemáticas muy complejas que nos permitan ubicar con la más alta probabilidad un electrón en un orbital. Tomando como base el “Principio de incertidumbre” de Heisemberg, el cual indica que es imposible ubicar con exactitud la velocidad y la posición de una partícula subatómica, se define lo que son los orbitales atómicos (REEMPE) REEMPE: Región espacial energética con la máxima probabilidad de encontrar su electrón los orbitales son regiones espaciales que rodean al núcleo y pueden ser de tres tipos:

117

Química

NÚMERO CUÁNTICO SECUNDARIO (ACIMUTAL) (l)

También denominados momento angular, determina la ubicación del electrón en un subnivel de energía. Indica la forma geométrica del orbital & l = 0, 1, 2, 3, ....(n - 1) S

A continuación la ecuación de Schrödinger:

2

δ ψ δx 2

+

2

δ ψ δy 2

+

2

δ ψ

maximo valor

2

+ Pπ m (E − v)ψ = 0 δz2 h2

Donde: Ψ: Función de onda del electrón, puede considerarse como la amplitud de onda del electrón. h: constante de planck: 6,6251 x 10-34 J.s P: momento lineal x: coordenada m: masa del electrón E: energía total de un electrón V: energía potencial de un electrón δ: Derivada parcial

Formas de los orbitales

NÚMERO CUÁNTICO PRINCIPAL (N) Determina el nivel principal de energía o la capa donde se ubica el electrón. Indica el tamaño del orbital → n = 1, 2, 3, 4, 5,6,…. → A mayor “n” → mayor tamaño

Se cumple: n > l Además:

-

n=1"l=0 n=2"l=0, . s n = 3 " l = 0 , . s n=4"l=0, . s

"1 "2

1 . p 1 2 "3 . . p d 1 , 2, 3 " 4 . . . p d f

NÚMEROS CUÁNTICO MAGNÉTICO (ml)

Se cumple: # max (e- ) nivel = 2n2 Química

Determina para el electrón el orbital donde se encuentra dentro de un cierto subnivel de energía; determina para el orbital, la orientación espacial que adopta cuando es sometido a un campo magnético externo. 118

Excelencia Pre-U

REGLA DE MÁXIMA MULTIPLICIDAD (Hund)

& m l = - l; ....o; ...... + l

En un mismo subnivel, al distribuirse los electrones, estos deben ocupar la mayor cantidad de orbitales. Ejemplo distribuir: P P P 3 electrones los orbitales “p” 3p3 7 electrones los orbitales “d” 5d7 PS PS P P P

Principio de exclusión de (Pauli)

Dos electrones no pueden tener sus 4 números cuánticos iguales, la diferencia la hace el N.C. espin. Ejemplo:

P 0 PS 4s2 _4; 0; 0; - 1/2i $ 4s2 0 4s1 _4; 0; 0; + 1/2i $ 4s1

Sabias que:

NÚMERO CUÁNTICO ESPIN MAGNÉTICO O SPIN (ms)

Premio nobel Química 2009 Ven Katramán Ramakrishnam (India) Thomas Steite (EUA) Ada Yonath (Israel) “Por sus estudios en la estructura y funciones del Ribosoma”

Propuesto por Paul Dirac, define el sentido de giro o rotación de un electrón alrededor de su eje imaginario.

Trabajando en clase Integral 1. ¿Qué número cuántico (N.C.) es correcto: a) (4,4,0,–1/2) b) (3,2,–3,+1/2) c) (3,0,0,+1/2) d) (4,1,–2–1/2) e) (5,2–1+3/2) Resolución: Considerando que n>l; ms=+–1/2 ml depende de “l”; entonces es correcto (3, 0, 0,+1/2) Rpta.: c Excelencia Pre-U

2. ¿Qué conjunto de N.C. es posible? a) (0,0,–1,+1/2) b) (5,1,–2,–1/2) c) (2,0,0,–1/2) d) (6,6,–3,–1/2) e) (4,3,–4,+1/2) 3. Al distribuir 8 electrones en el subnivel “d”, ¿en qué N.C. magnético termina? a) 0 b) +2 c) +1 d) –2 e) –1

119

Química

4. Halla los N.C. del electrón indicado en el gráfico. . 5d - 2 - 1 0 +1 +2 a) (5,0,0,+1/2) b) (5,0,0,–1/2) c) (5,2,+1,–1/2) d) (5,2,+1,+1/2) e) (5,1,–1,–1/2)

11. Si n = 4; l = 2, ¿Qué es posible números cuánticos se pueden dar? a) (4,3,–3,–1/2) b) (4,2,+3,–1/2) c) (4,2,0,+1/2) d) (4,0,0,–1/2) e) (4,0,0,+1/2)

UNMSM

UNI 6

5. Halla los N.C. del último electrón del orbital 4d a) (4,1,0,–1/2) b) (4,1,0,+1/2) c) (4,3,0,–1/2) d) (4,2,–2,–1/2) e) (4,2,0,+1/2) Resolución: Sea el electrón 4d6 4d 6

12. ¿Cuántos electrones están asociados como máximo al número cuántico principal “n”? a) 2n + 1 b) 2n c) n2 d) n2 + 1 e) 2n2 Resolución: Sea: n N.C. Principal Si: ` 2e- (max imo) n=1"s

-. - - - - 2 - 1 0 +1 +2

Los N.C. son (4, 2,–2,–1/2)

n = 2 " s; p n = 3 " s; p, d

6. Halla los N.C. del último electrón del orbital 5f9 a) (5,3,–2,–1/2) b) (5,2,0,+1/2) c) (5,3,–2,+1/2) d) (5,4,0,–1/2) e) (5,2,0,–1/2)

h n = n " s;

7. Halla los N.C. del último electrón del orbital 6p5 a) (6,1,0,+1) b) (6,0,0,–1/2) c) (6,1,0,+1/2) d) (6,0,0,+1/2) e) (6,1,0,–1/2) 8. Los número cuánticos del último electrón son: (3, 2,–1,+1/2). Hallar la notación del orbital. a) 3d1 b 3d2 c) 3d6 8 10 d) 3d e) 3d Resolución: Sea el orbital: (3, 2,–1,+1/2) - & 3d2 3d 2 - 2 - 1 0 +1 +2 9. Los N.C. del último electrón son (4, 0,0,–1/2). Representa dicho electrón a) 4s1 b) 4s2 c) 4p1 2 2 d) 4p e) 4d 10. Los N.C. del último electrón son (3, 2,–1,–1/2) Halla su orbital. a) 3d1 b) 3d3 c) 3d7 2 5 d) 3d e) 3d

Química

` 4e ` 9e` n2

13. De acuerdo a la mecánica cuántica, ¿cuántos de los siguientes subniveles orbitales son imposibles de existir? 6f, 2d, 8s, 5h, 3f a) 4 b) 5 c) 2 d) 3 e) 0 14. ¿Cuántos valores puede tomar el N.C. magnético sabiendo que su N.C. principal es n=2? a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 e) 5 15. Señala la proposición falsa: a) El N.C. principal india el nivel donde se encuentra el electrón. b) El N.C. secundario indica el subnivel de energía donde se encuentra el electrón. c) El N.C. spin indica el tamaño el orbital. d) El N.C. magnético indica la orientación de un orbital en el espacio. e) El N.C. spin indica el sentido de rotación del electrón sobre su propio eje.

120

Excelencia Pre-U

Sigo practicando 16. ¿Qué conjunto de N.C. es posible? a) (3,3,0,-1/2) d) (4,0,0,-1) b) (3,1,-,1,-1/2) e) (5,5,0,-1/2) c) (4,2,0,+1) 17. Al distribuir 3 electrones en el subnivel “p”, ¿en qué N.C. magnético termina? a) 0 c) -1 e) +2 b) +1 d) -2 18. Relaciona correctamente y señala la alternativa correcta: I. N.C. Principal 1. Forma del orbital II. N.C. Secundario 2. Orientación espacial del orbital III. N.C. Magnético 3. Tamaño del orbital IV. N.C. Spin 4. Rotación o giro del electrón a) I1 – II2 – II3 – IV4 b) I3 – II2 – II1 – IV4 c) I1 – II3 – II4 – IV2 d) I3 – II1 – II2 – IV4 e) I2 – II1 – II4 – IV3 19. Halla los N.C. del electrón indicando en el gráfico.

5f

↓ –3 –2 –1 0 +1 +2 +3

a) (5,3,0,-1/2) b) (5,3,0,+1/2) c) (5,2,0,-1/2)

d) (5,2,0,+1/2) e) (5,0,0-1/2)

26. Escribe V o F según corresponde y señala la alternativa correcta. I. Un orbital “d” tiene como máximo 10 electrones II. Un orbital “s” tiene como máximo 2 electrones III. Un subnivel 2d” tiene como máximo 10 electrones. IV. El N.C. principal toma valores desde 0, 1, 2,3… a) VVVV d) FVVF b) VVFF e) FFVV c) VFVF 27. ¿Cuántos electrones presenta el estado cuántico (3,0, ml, ms), donde ml y ms son valores variables. a) 0 d) 4 b) 1 e) 6 c) 2 28. Si el N.C secundario toma el valor de 2, entonces, podernos decir que se trata del subnivel ____, el cual acepta como máximo ___ electrones. a) f – 14 d) p -10 b) d – 10 e) s – 2 c) p – 6

20. Halla los N.C. del último electrón del orbital 5s2 a) (5,0,0,+1/2) d) (5,1,-1,-1/2) b) (5,1,0,-1/2) e) (5,1,0,+1/2) c) (5,0,0,-1/2) 21. Halla los N.C. del último electrón de 4d3 a) (4,1,-1,-1/2) d) (4,2,0,+1/2) b) (4,2,0,-1/2) e) (4;0,0,+1/2) c) (4,0,0,-1/2) 22. Para un electrón que se encuentra en el 5° nivel de energía y subnivel “p” posible juego de números cuánticos es: a) (5;4;+3;+1/2) d) (4;3;-3;-1/2) b) (5,1,-2,+1/2) e) (5;1;0;-1/2) c) (4;3;+2;-1/2) 23. Para un electrón que se encuentra en el 4° nivel de energía y subnivel “s”, el posible juego de número cuánticos es: a) (4;1;0;-1/2) d) (4,0,0,+1/2) b) (4,2,0,-1/3) e) (4,4,0,-1/2) c) (4,3,0,-1/2)

Excelencia Pre-U

24. Los N.C. del último electrón son (6, 0, 0,+1/2). Halla su orbital. a) 6p1 d) 6s2 2 b) 6p e) 6p3 1 c) 6s 25. Señala el orbital con el electrón (3,1,0,-1/2) a) 3s1 d) 3p3 5 b) 3p e) 3p1 2 c) 3s

29. Calcula el número máximo de electrones que posee el estado cuántico (5, l, -1, ms) donde “l” y “ms” asumen las variables a) 8 d) 15 b) 10 e) 14 c) 25 30. Halla los N.C. del electrón que ocupa como máximo 4 orbitales llenos en el subnivel “f ” a) (4,3,-1,-1/2) b) (4,3,-1,+1/2) c) (4,2,0,-1/2) d) (4,3,0,+1/2) e) (4,3,0,-1/2)

121

Química

La corteza atómica DISTRIBUCIÓN O CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA (C.E.) Consiste en distribuir los electrones aolrededor del núcleo en diferentes estados energéticos (niveles, subniveles, orbitales)

1. Principio de Aufbau:

“Los electrones se distribuyen en orden creciente de la energía relativa de los subniveles”

Energía relativa

ER = n + l

Número cuántico secundario (subnivel de energía)

Número cuántico principal (nivel de energía)



2. Regla de Moller (Serrucho)



3. Otra forma: Kernel (simplificada)

La regla de Kernel se basa en la C.E. de un gas noble. Visualiza rápidamente en la última capa sus electrones de valencia. No te olvides que los gases nobles son estables.

Química

122

Excelencia Pre-U

CASOS PARTICULARES 1. Distribución electrónica en su estado basal o fundamental Ejemplo: Realiza la configuración electrónica del sodio (Na) (Z = 11) ⇒ 11Na: 1s22s22p63s1 Niveles = 3 Subniveles = 4 Orbitales llenos = 5 Orbitales semillenos = 1

    1s 2 s 2 p 3s

∴[ Ne] 3s1

2. La distribución electrónica de un elemento no debe terminar en d4 ni d9. Si eso ocurriese un electrón de mayor nivel pasará al subnivel “d” Ejemplo: Realiza la configuración electrónica del cobre (Cu) (Z = 29) ⇒ 29Cu: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s23d9 1442443 4s13d10 Niveles =4 Subniveles = 7 Orbitales llenos = 14 Orbitales semillenos = 1

        1s 2 s 2 p 3s 3 p 3d 4 s

∴[ Ar ] 4 s1 3d 10

3.

Para el caso de un anión: ZE q– Se determina la cantidad total de electrones del anión. Se realiza la configuración electrónica Ejemplo;: realiza la configuración electrónica del 8O2– 2– – 8O : contiene 10 e 1s2 2s22p6 Niveles =2 Subniveles = 3 Orbitales llenos = 5 Orbitales semillenos = 0

   1s 2 s 2 p

∴ [Ne]

4. Para el caso de un catión: ZE q+

Se realiza la configuración electrónica del átomo neutro. Se quita los electrones del último nivel. Ejemplo realiza la configuración electrónica del 22Ti2+ ⇒ 22Ti2+-: 1s2 2s22p63s23p64s2 3d2 123 4s0 Excelencia Pre-U

123

Química

Niveles =3 Subniveles = 6 Orbitales llenos = 9 Orbitales semillenos = 2 Orbitales vacios = 3

       ∴ [Ar]4s03d2 1s 2 s 2 p 3s 3 p 3d

5. Reglas de By pass Cuando una C.E. en subnivel “f ” se tiene que pasar un electrón de subnivel “f ” al siguiente subnivel “d” para logar mayor estabilidad. Ejemplo: f 2U = [86 Rn]7 s 2 5 f 4 6d 0 [86 Rn]7 s 2 5 f 3 6d 1 ¡Estable! No te olvides que la C.E. se realiza conociendo el número atómico Z de un elemento. No es lo mismo encontrar la configuración electrónica de un átomo neutro que la de una especie iónica (catión o anión)

ÁTOMO PARAMAGNÉTICO Es aquel que es atraído por un campo magnético. Su comportamiento se debe a la existencia de orbitales semillenos (electrones desapareados) Ejemplo: Cloro: 1s22s22p63s2 3p5 1442443123 PS PS P 123 Orbital semilleno 17Cl:

⇒

Sustancia paramagnética

ÁTOMO DIAMAGNÉTICO Es aquel que no es atraído por un campo magnético Su comportamiento se debe a la existencia de orbitales llenos (electrones apareados) Ejemplo: Calcio: 1s22s22p63s23p64s2 14444244443 orbitales llenos 20Ca:

⇒

Sustancia diamagnética

Sabías que: Premio nobel química 2008 Osamu Shimomura, Martín Chalfie, Roger Tsien (EUA) Por el descubrimiento, y desarrollo de la proteína verde fluorescente GFP

Química

124

Excelencia Pre-U

Trabajando en clase Integral

8. La C.E. del átomo de un elemento termina en 3d10, posee 20 neutrones. Halla su número de masa. a) 50 b) 48 c) 46 d) 52 e) 54 Resolución: La C.E. es: 1s22s22p63s23p64s23d10 ⇒ z = 30 n = 20 Entonces: A= 50 Rpta.: a

1. Realiza la configuración electrónica del cloro: 17Cl 2 2 3 a) 1s 2s 2p b) 1s22s22p63p5 c) 1s22s23s22p63s2 d) 1s22s22p63s23p5 e) 1s22s23s23s22p63p5 Resolución: Al realizar la C.E. del cloro tenemos: 2 2 6 2 5 17Cl : 1s 2s 2p 3s 3p Rpta: d

9. La C.E. de un átomo termina en 4p1, posee 32 neutrones. Halla su número de masa. a) 59 b) 60 c) 61 d) 62 e) 63

2. ¿Cuál es la configuración electrónica del 15P? a) 1s22s22p63s23p6 b) 1s22s23s23p6 c) 1s22s22p63p5 d) 1s22s22p63s23p3 e) 1s22s22p63s13p4 3. Determina la C.E. del selenio con 34 protones e indica los electrones de la última capa a) 2 b) 4 c) 6 d) 10 e) 16 4. Luego de realizar la configuración electrónica del 7N, ¿en qué subnivel termina? a) 1s2 b) 2s2 c) 2p3 d) 2p4 e) 2p5 UNMSM 5. Un átomo tiene 7 electrones en la capa “N”, calcula el número atómico. a) 33 b) 34 c) 35 d) 36 e) 37 Resolución: La capa “N” en el 4° nivel de energía: ⇒ 1s22s22p63s24s23d104p5 7eEntonces z = 35 Rpta.: c

10. La C.E. del sodio es: 1s22s22p63s1 entonces es falso que: a) Su número atómico es 11 b) Tiene 4 subniveles c) Tiene 6 orbitales d) Los N.C. del último electrón son (3,1,0,-1/2) e) Es paramagnético 11. ¿Cuál de los siguientes elementos identificados por su valor de “x” tendrá mayor número de electrones desapareados? a) 20 b) 24 c) 23 d) 31 e) 36 UNI 12. Señala la alternativa que contenga la(s) proposición(es) correcta(s) sobre el catión.

6. Un átomo presenta 9 electrones en el 4° nivel. Halla la carga nuclear z. a) 21 b) 30 c) 32 d) 39 e) 47 7. Halla el número de subniveles presentes en el 30Zn a) 8 b) 4 c) 5 d) 6 e) 7

Excelencia Pre-U

125

3+ 44Ru con 43Tc2+

I. Es isoeléctrico II. Es paramagnético III. El orbital “s” del nivel externo contiene un electrón. a) Solo I b) Solo II c) Solo III d) I y II e) II y III Resolución: Realizando: 44 Ru 3 : [36 Kr ]5s 2 4d 6

Le quitamos 3e- de las últimas capas y nos quedaría: [36 Kr ]5s 0 4d 5

I. 43Tc 2 [36 Kr ]5s 2 4d 5 → [36 Kr ]5s 0 4d 5 ….(V) II. Si es paramagnético; presenta orbitales semillenos………………(V) III. El orbital “s” del último nivel no contiene electrones………....(F) Química

13. Señala la alternativa que contenga la(s) proposición(es) verdadera (s) I. Los iones 11Na1+ y 13Al3+ son isoelectrónicos. II. El Be (z = 4) en su estado fundamental tiene los electrones de valencia apareados. III. El máximo número de electrones en un orbital está dado por: 2(2L + 1) a) Solo I b) I y II c) I y III d) II y III e) I, II y III

14. ¿Cuántos electrones posee un átomo neutro en la última capa, si en esa capa solo presenta 3 orbitales llenos? a) 6 b) 7 c) 8 d) 9 e) 10 15. Halla el número mínimo y máximo de protones que puede almacenar en un átomo con 3 subniveles principales llenos. a) 36, 56 b) 36,54 c) 36,53 d) 36,58 e) 36,86

Sigo practicando 16. ¿Cuál es la C.E. del 19K 1

d) [Ne]3s

1

e) [Ar]4s1

a) [Ar]4d b) [Kr]4s

1

c) [Ne]4s2 17. Si la C.E. de un elemento termina en 4s2 y posee 22 neutrones, halla su número de masa. a) 38 d) 49 b) 40 e) 36 c) 42 18. Señala, ¿qué subnivel posee menor energía relativa? a) 2s d) 3p b) 2p e) 3d c) 3s 19. Luego de realizar la configuración electrónica del 30Zn, ¿en qué subnivel termina? a) 4s1 d) 3d10 2 b) 4s e) 3d9 8 c) 3d 20. Señala el número de subniveles llenos para z = 17 a) 1 d) 4 b) 2 e) 5 c) 3 21. Determina la suma de los números cuánticos del último electrón del orbital más energético del magnesio. (12Mg) a) 3,5 b) 2,5 c) 3,0

22. ¿Cuál es el número atómico de un elemento que tiene 3 orbitales llenos en el tercer nivel de energía? a) 12 d) 21 b) 15 e) 30 c) 17 23. Luego de realizar la distribución electrónica del 25Mn, indica el número de niveles, subniveles, orbitales llenos, y semillenos respectivamente. a) 4-7-9-6 d) 4-6-6-6 b) 4-7-8-8 e) 4-9-9-5 c) 4-7-10-5 24. La C.E. de un átomo termina en 4p5 y posee 30 neutrones. Halla su número de masa. a) 62 d) 66 b) 64 e) 68 c) 65 25. Los N.C. del último electrón del elemento cuyo número atómico es 6 son. a) (2; 0; 0; +1/2) b) (2; 0; 0; - 1/2) c) (2; 1; -1; - 1/2) d) (2; 1; 0; -1/2) e) (2; 1; 0; +1/2)

d) 2,0 e) 1,5

Química

126

26. Si las N.C. del último electrón de un átomo son (4; 1; 0; -1/2). Halla el número de masa si posee 36 neutrones. a) 70 d) 73 b) 71 e) 74 c) 72 27. Si los N,.C. del último electrón de un átomo son (5;0;0; -1/2) indicar el numero atomico a) 37 d) 38 b) 41 e) 39 c) 40 28. Un elemento tiene 2 orbitales llenos en su tercer nivel. Determina el número de electrones que presenta. a) 13 d) 18 b) 15 e) 20 c) 16 29. Un átomo presenta 8 electrones en subniveles principales. Halla el número atómico. a) 12 d) 18 b) 14 e) 20 c) 16 30. Determina los electrones de la última capa del hierro catión trivalente (z = 26) a) 2 d) 3 b) 5 e) 7 c) 8

Excelencia Pre-U

Tabla periódica actual

Leyenda: La ubicación de los elementos químicos en la tabla periódica tiene como base en su número atómico (Z) Durante los siglos XVIII y XIX se adquirió un gran conocimiento sobre las propiedades de los elementos y de sus compuestos. En 1869 habían sido descubiertos un total de 63 de ellos, pero como su número iba de crecimiento, los científicos empezaron a buscar ciertos patrones en sus propiedades y a desarrollar esquemas para su aplicación.

OBJETIVOS ZZ Conocer, en orden cronológico, los intentos por

clasificar los elementos químicos.

ZZ Ubicar cualquier elemento en la tabla periódica

conociendo su número atómico.

ZZ Analizar e interpretar la variación de las propie-

dades a través del grupo y del periodo.

IMPORTANCIA

HISTORIA

ZZ Predicción con bastante exactitud de las propie-

A principios del siglo XIX el número de elementos conocidos se duplicó de 31 (en 1800) a 63 (hacia 1865). A medida que el número de elementos aumentaba resultaban evidentes las semejanzas físicas y químicas

dades de cualquier elemento,.

ZZ Sintetiza al conocimiento de los elementos facili-

tando su aprendizaje.

Excelencia Pre-U

127

Química

entre algunos de ellos, por lo cual los científicos buscaban la manera de clasificarlos. En 1813 el sueco Jacobo Berzelius realizó la primera clasificación de los elementos y lo dividió en metales y no metales. En 1817 Johan Debereiner agrupa los elementos conocidos en series de tres. A esto se le conoció como triadas, pero se descubrieron elementos que no cumplían las triadas así que se descartó este ordenamiento. En 1862 Chancourtois (fránces) propuso un ordenamiento helicoidal llamado tornillo telúrico. En 1864 John Alexander reina Newlands ordenó los elementos en grupos de siete a este ordenamiento se le conoció como octavas, pero debido a las limitaciones de su ordenamiento Newlands fue sujeto a muchas críticas e incluso al ridículo, tanto así que en una reunión se le pregunto si no se le había ocurrido ordenar los elementos en orden alfabético. Sin embargo, en 1887 Newlands fue honrado por la Royal Society of London por su contribución. En 1869 el químico ruso Dimitri Mendeleiev y el químico alemán Lothar Meyer propusieron de manera independiente esquemas de clasificación casi idénticos. Ambos basaron sus ordenamientos en función al peso atómico creciente. Las tablas de los elementos, propuestas por Mendeleiev y Meyer, fueron los precursores de la tabla periódica moderna. Al ordenar los elementos en la tabla periódica era natural asignar a cada elemento un número que indicara su posición en la serie basada en el peso atómico creciente. A este número (número atómico) no se le dio ningún significado. En 1911 Rutherford propone su modelo atómico y deduce que la carga del núcleo es igual al número atómico. La verificación de esta hipótesis llega en 1913 con el trabajo del joven físico inglés Henry Moseley, quien estudio los rayos “x” producidos cuando los Química

rayos catódicos chocan sobre un metal como blanco. Gracias a estos experimentos Moseley calculó los números atómicos de los 38 metales que estudió. De esta manera Henry Moseley descubre que las propiedades de los elementos son funciones periódicas de los números atómicos. Lamentablemente, Henry Moseley fue muerto en acción a la edad de 28 años, durante la campaña británica en Gallipoli (Turquía) en el año de 1915. En 1915, en base a la ley de Moseley, Werner diseña la tabla periódica moderna.

DEFINICIÓN DE TABLA PERIÓDICA Ordenamiento de los elementos químicos basados en la variación periódica de sus propiedades.

A. Intentos por ordenar los elementos químicos 1. Tríadas de Dobereiner (1817)

El químico alemán Johan Dobereiner agrupó los elementos en series de 3, donde los elementos que pertenecen a una tríada poseen propiedades químicas similares, cumpliéndose que el peso atómico del elemento central de una tríada es aproximadamente igual a la semisuma de las masas atómicas de los elementos extremos. Na Li K MA(Na) = 7 +39 = 23 2 7 39 23 PA {

PA {

Ca 40

Ba MA(Sr) 40 137 88,5 2 137

Sr 87,6

2. Octavas de Newlands (1864)

Ordenó los elementos en grupos de siete, en función a sus pesos atómicos crecientes. A este ordenamiento se le conoció como octavas, porque el octavo elemento presenta propiedades similares al primer elemento del grupo anterior. Ejemplos:

128

Ca

Be

B

C

N

O

F

PA { 40

9

11

12

14

16

19

Na

Mg

Al

Si

P

S

PA { 23

24

27

28

31

32

Cl 35,5

Recuerda Se tardaron muchos años en confeccionar una tabla que ordene los elementos de acuerdo al orden creciente a su Z Excelencia Pre-U

3. Tabla periódica corta de Dimitri Mendeleiev (1869)

Diseñada por los elementos químicos en función a su peso atómico en series y grupos, donde los elementos de un mismo grupo poseen la misma valencia y propiedades semejantes. Su insistencia en que los elementos con características similares se colocaran en las mismas familias, le obligó a dejar espacios en blanco en su tabla. Por ejemplo, predijo la existencia del galio y el germanio llamándolos eka – aluminio y eka – silicio.



EKA-SILICIO (GERMANIO)

EKA-ALUMINIO (GALIO)

PRONOSTICADA DESCUBIERTA PRONOSTICADA DESCUBIERTA 1871

1875

1871

1886

PESO ATÓMICO

68

69,9

72

72,33

DENSIDAD (g/mL)

5,9

5,93

5,5

5,47

3

3

4

4

FÓRMULA DEL ÓXIDO

Ea2O3

Ga2O3

EO2

GeO2

FÓRMULA DEL CLORURO

EaCl3

GaCl3

EsCl4

GeO4

PROPIEDAD

VALENCIA

Tabla de Mendeleiev

R2O

1 2 3

Grupo II Grupo III Grupo IV RH4 RO R2O3 RO2

Grupo I

SERIES

H=1 Be=9,4

Li=7

B=11 Al=27,3

Mg=24

Na=23

S=32

P=31

Si=28

F=19 Cl=35,5

7 8

Cs=133

5 6

10 11 12

–

–

–

–

B. Tabla periódica moderna (TPM)

Diseñada por Werner, químico alemán, tomando en cuenta la ley periódica moderna de Moseley y la distribución electrónica de los elementos. En la tabla periódica moderna, los elementos están ordenados en función del número atómico creciente, en donde se pueden apreciar filas horizontales llamadas periodos y columnas verticales denominadas grupos.

U=240

–

Th =231

Co=59 Cu=63 Rh=104 Ag=108

– – – – –

–

–

– W=184 ?La =180 Ta =182 – Bi=208 Tl=204 Pb=207

Hg=200

Excelencia Pre-U

–

–

?Er=178

– –

?Ce =140 –

–

(Au=199) –

?Di =138

Ba=137

(-)

9



O=16

N=14

C=12

Fe=56 Cr =52 V =51 Mn =55 Ca=40 – =44 Ti =48 K=39 Ni=59 (Cu=63) Zn=65 Se=78 As=75 – =68 Br=80 – =72 Ru=104 Rb=85 Sr=87 Nb =94 Mo =96 Pd=106 ?Yt =88 – =100 Zr =90 (Ag=108) In =113 Sn =118 Cd=112 Te=125 I=127 Sb=122

4



Grupo V Grupo VI Grupo VII Grupo VIII RH3 RH2 RH RO4 R2O5 RO3 R2O7

Os=195 Ir=197 Pt=198 Au=199

–

–

– – – –

1. Periodo

YY Son las filas horizontales que están enumera-

das del 1 al 7.

YY El orden de cada periodo indica el número de

niveles de energía de la configuración electrónica o el último nivel (capa de valencia).



129

#Periodo = #Niveles

Química

2. Grupo

YY S on las columnas verticales que contienen a elementos de propiedades químicas similares. YY Son 16 grupos, de los cuales 8 tienen la denominación «A», (llamados elementos representativos), y 8

tienen la denominación «B», (llamados metales de transición). Cabe hacer notar que la designación de grupo A y B no es universal. En Europa se utiliza B para los elementos representativos y A para los metales de transición, que es justamente lo opuesto al convenio de los Estados Unidos de América. La IUPAC recomienda enumerar las columnas de manera secuencial con números arábigos, desde 1 hasta 18.

GRUPOS A (elementos representativos) ELECTRONES GRUPO DE VALENCIA

DENOMINACIÓN

1A

ns1

Metales alcalinos (excepto el H)

2A

ns2

Metales alcalinos térreos

3A

ns np

4A

2

1

2

2

2

3

2

4

2

5

2

6

ns np

5A

ns np

6A

ns np

7A 8A

Boroides o térreos Carbonoides Nitrogenoides Calcógenos o anfígenos

ns np

Halógenos

ns np 2 He=1s (excepción) Gases nobles

GRUPOS B (metales de transición) Los elementos de transición interna (lantánidos y actínidos) tienen incompleto el subnivel «f» y pertenecen al grupo 3B. Se caracterizan por ser muy escasos. GRUPO

LA CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA TERMINA EN LOS SUBNIVELES

1B

ns (n-1) d

2B

ns (n-1) d

3B

ns (n-1) d

4B

Química

DENOMINACIÓN Familia de cobre (metales de acuñación) Familia del zinc (elementos puente)

1

10

2

10

2

1

2

2

2

3

Familia del vanadio

1

5

Familia del cromo

ns (n-1) d

Familia del escandio Familia del titanio

5B

ns (n-1) d

6B

ns (n-1) d

7B

ns2(n-1) d5

Familia del manganeso

8B

ns2(n-1) d6 ns2(n-1) d7 ns2(n-1) d8

Elementos ferromagnéticos: (Fe, Co, Ni)

130

Excelencia Pre-U

C. Clasificación de los elementos por bloques

Los elementos químicos se clasifican en cuatro bloques (s, p, d, f), y esto depende del subnivel en el que termina su configuración electrónica.

d

s

GRUPO B: Llamados “elementos de transición” La configuración termina en: a ns (n –1)db nsa(n–2)f(n–1)db

Grupo a+b

f

D. Ubicación de un elemento en la tabla periódica

n n

a+b a+b

8B 9

8

1B 11

10

Ejemplo: Indica el grupo y periodo de: 1.

2

Periodo n n n n

26

2

2

6

2

Cl : 1s 2s 2p 3s 3p

2

6

2

6

2.

2 + 10=12 2

30

2

6

2

6

GRUPO 7A PERIODO= 3

Grupo 2B Período = 4

Los últimos elementos reconocido por la IUPAC son:

2 + 4=6 2

6

2

6

2

10

ZZ 114: Flerovio (Fl)

4

ZZ 116: Livermorio (Lv)

n=4 Grupo 6A Período = 4



Otros elementos que ya están reconocidos son: ZZ 110: Darmstadio (Ds) ZZ 111: Roentgenio (Rg)

Sabias que: Premio Nobel Química (2007) Erhard Erth (Alemania) “Por sus estudios de los procesos químicos en las superficies, poneindo de esta forma los pilares de la química de superficie”.

Excelencia Pre-U

10

Recuerda

2. 2

2

Zn : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d

5

Se : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p

6





34

2

Fe : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d

Grupo 8B Período = 4

Ejemplo: Indica el grupo y periodo de: 1. 2 + 5=7 17

2B 12

2 + 6=8

GRUPO A: llamados “representativos” La configuración N° grupo A termina en a nsa nsanpb a+b nsa(n –1)dnpb a+b a ns (n–2)f(n–a)dnpb a+b

Periodo

Tener en cuenta el siguiente cuadro:

p

4f 5f

N° grupo B

ZZ 112: Copernicio (Cn)

131

Química

Trabajando en clase INTEGRAL 1. ¿Cuál de las siguientes proposiciones es falsa? a) Dobereiner ordenó a los elementos químicos de 3 en 3. ( ) b) Newlands ordenó a los elementos de 7 en 7. ( ) c) Chancortois ordenó a los elementos en forma helocoidal. ( ) d) Mendeleiev ordeno a los elementos en orden creciente a la masa atómica ( ) e) Moseley ordenó a los elementos en orden creciente a la masa atómica ( ) Resolución: Todas las proposiciones son correctas, excepto que Moseley ordenó a los elementos en orden creciente al número atómico Z. 2. ¿Cuál de las siguientes parejas no corresponde a un mismo grupo en la tabla periódica actual? a) He – Ar d) Na – Ca b) O – S e) Cu - Ag c) N – P 3. Halla el grupo y periodo del elemento 37R a) IA, 3° d) IA, 5° b) IIA, 3° e) IIA, 5° c) IA, 3° 4. La C.E. de un átomo de un elemento termina en …3p5. Halla el grupo y periodo al que pertenece. a) VA, 3° d) VIIA, 4° b) VIIA, 3° e) VIIA; 2° c) VA, 4° UNMSM 5. Cierto átomo “R” se encuentra en el 4° periodo y grupo IIA, su número atómico será: a) 20 c) 22 e) 30 b) 18 d) 26 Química



Resolución: Si el átomo se encuentra en el 4° periodo y grupo IIA 4°P → 1s2 ...4s2 → Z = 20

6. Cierto átomo “R” se encuentra en el 4° periodo y grupo VA. Halla su número de masa si posee 35 neutrones. a) 65 c) 67 e) 69 b) 66 d) 68 7. ¿A qué periodo y grupo pertenece un elemento cuyos números cuánticos del penúltimo electrón son (3;1; +1; +1/2)? a) 4° y IVA d) 3° y VIIA b) 3° y VIA e) 3° y IVA c) 3° y VA UNI 8. Si se tiene un ión X2- que es isolectrónico con otra especie Y cuyo elemento pertenece al cuarto periodo y grupo VIA, determina el grupo al cual pertenece el elemento X. a) IIA c) IVA e) VIA b) IIIA d) VA Resolución: Se tiene el ión X 2-

isoelectrónico

34 Y S

4cP - GrupoVIA

& 1s2 ...4p 4 " Z = 34 32 X:[Ar] 4s

2

10

2

3d 4p " Grupo IVA

9. El ión Q2- tiene la C.E. de un gas noble y está en el cuarto periodo, calcula el grupo y periodo y familia del elemento R si es isoelectrónico con Q2a) VIA – 4° - Anfígeno b) VIIA - 4°- Halógeno c) IIIA – 4° - Boroide d) VA – 4° - Nitrogenoide e) IVA – 4° - Carbonoide

c) Pertenece a la columna 13 d) Es un elemento representativo e) Es un elemento del bloque “d” 11. Se tiene dos iones con igual número de electrones: R1- y 2+ 35Q halla la ubicación de “R” en la TPA. a) P = 5; G = VIB b) P = 3; G = VIB c) P = 4; G = IVA d) P = 3; G = VIA e) P = 4; G = VIA 12. Halla el grupo y periodo de un átomo con 10 electrones en el 4° nivel. a) 4°, IVB d) 5°; VIB b) 5°, IVB e) 5°, IIB c) 4°, VIB Resolución: Si el átomo presenta 10 e- en el 4° nivel. 1s22s22p63s23p6 4s23d104p65s24d2 10ePeriodo= 5°; Grupo= IVB 13. Un átomo de un elemento se ubica en el grupo IIA y presenta energía relativa en su última configuración de 5. Halla el número atómico. a) 12 c) 38 e) 88 b) 20 d) 56 14. ¿Qué combinación de números atómicos ubican a los elementos en el mismo grupo de la TPA:? a) 2, 45,6 d) 21, 5, 37 b) 12, 34, 52 e) 4, 5, 6 c) 5, 31, 13

10. Respecto al elemento con Z = 26 se cumple que: a) Pertenece al periodo 3 b) Tiene 3 electrones desapareados en el subnivel “d”

15. El último electrón de un átomo presenta los siguientes números cuánticos: (3;2;0;+1/2), entonces: · Su distribución electrónica es 2 3 18[Ar]4s 3s · Pertenece al tercer periodo · Es un elemento de transición · Pertenece al grupo VB(5) a) VFVV c) FVVV b) FFVV d) VFVF e) VVVF

132

Excelencia Pre-U

Sigo practicando 16. Señala lo no incorrecto a) Tabla corta → Mendeleiev b) Octavas → Newlands c) Triadas → Dobereiner d) Espiral → Chancortois e) Ley periodica actual → Werner

les “s” y “p” ( a) VFV c) VVV e) VVF b) FVV d) FFV

17. ¿En cuál de los siguientes grupos hay un elemento extraño? I. Na – K- Li II. S – Se – Tc III. Au – Ag – Cu IV. Be – Mg – Ca a) I c) III e) Todas b) II d) IV 18. Halla el grupo y periodo del átomo de Selenio (Z = 34) a) IVA – 4° d) VIB – 3° b) IVA – 5° e) VIA – 4° c) VIA – 3° 19. La configuración electrónica del último nivel: ns2np3, corresponde a la familia de los: a) Alcalinos d) Nitrogenoides b) Anfígenos e) Carbonoides c) Halógenos 20. Cierto átomo “R” se encuentran en el 5° periodo y grupo IIA. Halla su número de masa si posee 40 neutrones. a) 76 c) 74 e) 82 b) 78 d) 80 21. ¿A qué grupo y periodo pertenece un elemento cuyo último electrón tiene los siguiente números cuánticos (4, 1, +1, + 1/2) a) IIIA – 5° d) VA – 5° b) VA – 4° e) VIA – 6° c) VIA – 7° 22. Un átomo se ubica en el grupo VA con energía relativa de 4 en su última configuración. Halla su número atómico. a) 7 c) 33 e) 83 b) 15 d) 51 23. Marca la secuencia correcta: • Según Moseley las propiedades físicas y químicas de los elementos son función periódicas de sus pesos químicos. ( ) • Según la IUPAC, los grupos o columnas se designan en la TPA con números arábigos del 1 al 18. ( ) • Los elementos del grupo “A”, llamados representativos, tiene electrones externos en orbitaExcelencia Pre-U

)

24. Si el penúltimo electrón de un elemento tiene los N.C. (3,0,0,-1/2) indicar el grupo al que pertenece dicho elemento a) IIA c) IVA e) IIB b) IB d) IIIA 25. ¿Qué elementos no pertenece a un mismo grupo? a) Z = 9 d) Z = 85 b) Z = 35 e) Z = 53 c) Z = 16 107

3+

26. Señala el periodo y grupo del elemento: x +3Sx + 4 a) 5° - VIA d) 4°-IIIA b) 5° - IA e) 6° - VIIA c) 4°-II 27. ¿Cuál será el periodo y grupo de un elemento que gana un electrón y sus números cuánticos del último electrón? (son 3, 1, +1, +1/2) a) 3, VIIIA d) 3, VIIB b) 3;VIIA e) 3, IVA c) 3,VA 28. En la naturaleza existen pocos gases monoatómicos, nombra a 3 de ellos: a) Sodio, potasio, rubidio b) Cloro, bromo, iodo c) Helio, neón, argón d) Hidrógeno, nitrógeno, oxígeno e) Cobalto, níquel, hierro 29. Un átomo presenta 12 electrones en los subniveles “s”, halla el grupo periodo. a) VA, 3° d) IIA, 6° b) IIA, 4° e) IIA, 5° c) IA, 4° 30. El ión Q3– tiene el mismo número de electrones con cierto catión divalente, el cual es isóbaro 76 76 con y a la vez es isótono con L 33 . En30 tonces “Q” pertenece al ____ Periodo y al grupo ____. a) 4° - VIIIA b) 3° - VIIIB c) 3° - VIIIA d) 4° - VIIIB e) 4° - VIIB

133

R

Química

Tabla periódica II

Dimitri Mendeléiev es considerado al padre de la tabla periódica por ser el primero en ordenar a los elementos en filas y columnas. Dimitri Mendeléiev (1834 - 1907) fue un famoso químico ruso que estableció la ley periódica que explicaba las relaciones existentes entre los diferentes elementos químicos, debidamente agrupados.

2. Radio iónico (R. I.)

PROPIEDADES PERIÓDICAS 1. Radio atómico (R. A.)

(RI) Anión > (RA) Neutro > (RI) Catión Observación: Para especies isoelectrónicas se cumple que el número atómico es inversamente proporcional al radio iónico. ⇒ A menor Z mayor R.I.



Se define como la mitad de la distancia entre dos átomos idénticos adyacentes enlazados químicamente.



Se define en forma similar al radio atómico, pero en átomos ionizados. Se cumple:

3. Energía de ionización o potencial de ionización (P. I.) Química

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Es la energía mínima necesaria para eliminar un electrón de nivel externo de un átomo en estado gaseoso. Excelencia Pre-U



La magnitud de la energía de ionización es una medida de qué tan fuertemente se encuentra unido el electrón al átomo, considerando que cuando mayor es la energía de ionización, es más difícil arrancar un electrón. EI1+ X → X+ +1e– Primera energía de ionización EI2+ X+ → X+2 +1e– Segunda energía de ionización EI3 + X+2 → X+3 +1e– Tercera energía de ionización Se cumple: EI3 > EI2 > EI1





6. A. Carácter metálico (CM)

4. Afinidad electrónica (A. E.)



Valor mínimo: EN (Fr) = EN(Cs) = 0,7

Es el cambio de energía que ocurre cuando un átomo, en estado gaseoso, acepta un electrón para formar un anión. Generalmente, este proceso es exotérmico (libera energía), pero en algunos casos especiales es endotérmico (absorbe energía). Caso general:



X + 1e–→ X– + AE

Llamado también electropositividad, es la capacidad de un átomo para perder electrones (oxidación)

B. Carácter no metálico (CNM)





Es la capacidad de un átomo para ganar electrones (reducción). La variación del CM y CNM en la TPA es como se muestra a continuación

5. Electronegatividad (E. N.)

Es la capacidad de un átomo para atraer hacia sí los electrones de un enlace químico. Según la escala de Linus Pauling. Valor máximo: EN (F) = 4,0

Metales ZZ Buenos conductores del ca-

No metales

ZZ Malos conductores del calor y la

Metaloides ZZ Tienen propiedades intermedias

electricidad lor y electricidad ZZ No tienen lustre ZZ Son dúctiles y maleables ZZ Los sólidos suelen ser quebradiZZ A temperatura ambiental se ZZ zos, algunos duros convirtiénencuentra en estado sólido dose en aniones. excepto el mercurio (Hg) ZZ

entre las de los metales y no metales. Varios son semiconductores eléctricos Son: B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po, At.

Sabías que: Premio Nobel Química (2006) Roger Komberg (EVA) “Por sus estudios en las bases moleculares de la transcripción de eucariontes”

Excelencia Pre-U

135

Química

Trabajando en clase Integral

menta. d) La electronegatividad disminuye en el sentido que el radio atómico aumenta. e) El radio atómico tiene la misma tendencia que la electronegatividad.

1. ¿Qué propiedad no caracteriza al elemento







80 35

X?

a) Es líquido b) Forma sales c) Gana electrones d) Tiene 7ee) Es alcalino Resolución: Al realizar su C.E. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s2 10 5 3d 4p

4° periodo – grupo VIIA Luego, gana electrones, forma sales, tiene 7 electrones de valencia, es el Bromo (líquido), por lo tanto es un halógeno. Rpta.: e

2. Es una medida de la tendencia que muestra un átomo para atraer electrones: a) Radio atómico b) Electronegatividad c) Energía de ionización d) Potencial de ionización e) Radio iónico 3. ¿Qué elemento presenta la menor electronegatividad? a) 19K c) 55Cs e) 37Rb b) 20Ca d) Be 4 4. ¿Qué proposición es falsa respecto a la variación de las propiedades periódicas en un periodo? a) El volumen atómico aumenta en el sentido en que el potencial de ionización aumenta b) El carácter metálico disminuye en el sentido en que la electronegatividad aumenta c) El potencial de ionización aumenta en el sentido que la afinidad electrónica auQuímica

UNMSM 5. Indica quién tiene mayor radio atómico: a) K d) K y Na b) Li e) Li y Na c) Na Resolución: El radio atómico aumenta de arriba hacia abajo en un mismo grupo: Li Na K es el K

Rpta.: a

6. La energía que se agrega a un átomo gaseoso para arrancarle un electrón y convertirlo en un ión positivo se denomina a) Energía de ionización b) Energía cinética c) Electronegatividad d) Afinidad electrónica e) Energía potencial 7. De los elementos indicados, ¿cuál posee mayor afinidad electrónica? a) 33As c) 34Se e) 53I b) 35Br d) 52Te 8. Se tienen dos elementos químicos cuyos números atómicos son: 16A; 19B ¿Cuál de las siguientes proposiciones es verdadera? I. AE(A) > AE(B) II. EI(A) >EI(B) III. RA(A) > RA(B) a) Solo I d) I y III b) Solo II e) II y III 136



c) I y II Resolución Considerando la ubicación de estos elementos

3°p 2 4 16 A : [ Ne ] 3s 3p ⇒ A se ubica 

 VIA

 4°p 1 19 B : [ Ar ] 4s ⇒ B se ubica  IA

La ubicación: IA VIA 3° A

4° B Aumenta AE, EI Aumenta RA Son verdaderos I y II Rpta.: c

9. ¿Qué relación hay entre los tamaños de las especies? S2- ; S ; S2+ a) S2- = S = S2+ b) S2- < S < S2+ c) S2- = S < S2+ d) S2- > S > S2+ e) S2- > S = S2+ 10. Señala entre las siguiente configuraciones, el átomo de menor tamaño a) [Ne]3s2 d) [Xe]6s2 2 b) [Ar]4s e) 1s22s2 c) [Kr]5s2 11. El grupo con los valores más bajos de energía de ionización es: a) IA d) VIIA b) IIA e) VIIIA c) VIA 12. En el sentido que se muestra, ¿qué propiedad disminuye?

Excelencia Pre-U





a) Afinidad electrónica b) Energía de ionización c) Electronegatividad d) Carácter no metálico e) Radio atómico Resolución: De izquierda a derecha en un periodo y de abajo hacia arriba disminuye el radio atómico. Rpta. e

13. Se tiene 2 elementos X e Y que se encuentran ubicados en la TPA según se muestra en la figura.



Donde: AE: afinidad electrónica VA: volumen atómico RA: radio atómico

Excelencia Pre-U

EI: energía de ionización Indica la proposición correcta: a) AE(X) < EI(Y) ; VA(X) < VA(X) b) AE(X) > AE(Y) ; RA(X) > RA(Y) c) AE(X) < AE(Y) ; VA(X) > VA(X) d) EI(X) > EI(Y) ; RA(X) < RA(Y) e) AE(X) < AE(Y) ; EI(X) < EI(X)

14. Respecto a la TPA, indica, ¿qué afirmaciones son verdaderas? I. La EI es la energía que absorbe un átomo gaseoso para liberar uno o más electrones. II. La AE es la energía que libera un átomo para capturar un electrón siempre. III. La EN es un grupo aumenta de abajo hacia arriba, generalmente. a) Solo I d) Solo III

137

b) I, II c) I, III

e) I, II y III UNI

15.

I. ¿Qué propiedades aumentan en un periodo al disminuir su número atómico? II. ¿Quién tiene mayor EI, el aluminio o el azufre? a) EN, EI, AE – Aluminio b) RA, VA, CM – Aluminio c) RA, VA, CM – Azufre d) EN, EI, AE – Azufre e) RA, VA, CNM – Aluminio

Química

Sigo practicando 16. Es la distancia entre los núcleos de dos átomos iguales. a) Electronegatividad b) Carácter metálico c) Energía de ionización d) Radio atomico e) Afinidad electrónica 17. ¿Qué elemento presenta la mayor electronegatividad? a) 19K d) 20Ca b) 4Be e) 37Rb c) 55Cs 18. ¿Qué elemento presenta mayor potencial de ionización? a) 9F c) 17Cl e) 8O b) 20Ca d) 19K 19. ¿Cuál de los siguientes elementos es de mayor carácter no metálico que el arsénico (Z=33) a) 51Sb c) 82Pb e) 16S b) 13Al d) W 74 20. ¿Qué propiedad disminuye en el mismo sentido que disminuye el número atómico en un grupo? a) Afinidad electrónica b) Volumen atomico c) Electronegatividad d) Carácter no metalico e) Potencial de ionización 21. Respecto a los siguientes elementos Q, R, S, T, U ¿cuáles de las siguiente proposiciones son verdaderas? I. La AE de R > U II. La EN de S > T III. La EI de Q > U Números atómico: Q = 11, R = 12, S=13, T = 15; U = 19 a) Solo I c) I y II e) I y III b) Solo II d) II y III 22. El halógeno con mayor valor de afinidad electrónica es: a) Iodo d) Fluor b) Polonio e) Bromo c) Astato

23. Sea un elemento cuyo átomo tiene un electrón desapareado descrito por los números cuánticos (5, 0, 0, +1/2), determina ¿qué propiedad no se le puede asociar al elemento implicado? a) Es un metal de baja dureza b) No puede existir al estado libre en la naturaleza c) Sus potenciales de ionización son bajos d) Su electronegatividad es elevada e) Expuesto al aire, su superficie se oscurece fácilmente formando una capa de óxido. 24. ¿Cuál(es) de los gráficos indica de manera no correcta las tendencia general de las propiedades periódicas si la dirección de la flecha indica aumento? I. Afinidad electrónica

II. Radio atómico III. Electropositividad a) Solo I b) Solo II c) Solo III

d) I y III e) I, II y III

25. Indica V o F en las siguientes proposiciones • El radio atómico aumenta de arriba hacia abajo en un mismo grupo. ( ) • La energía que se libera al perder un electrón se denomina energía de ionización. ( ) • La electroafinidad es la energía que se desprende al ganar un electrón. ( ) • La electronegatividad aumenta de izquierda a derecha en un mismo periodo. ( ) a) FVFF b) FFVV c) VVFF

d) VFVF e) VFVV

Química

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Excelencia Pre-U

26. En ocasiones, el grupo I de los metales de transición se denomina IB de acuñación. Un ejemplo del metal sería: a) Z =39 d) Z = 79 b) Z = 76 e) Z = 13 c) Z = 82 27. Indica la proposición falsa: a) Los iones de los metales alcalinos poseen configuraciones de gas noble. b) El potencial de ionización siempre es endotérmico. c) Los gases nobles en en periodo presentan los potenciales de ionización más altos. d) La ley periodica establece que las propiedades de los elementos son función de los pesos atómicos. e) El elemento z = 47 pertenece al grupo IB de la tabla. 28. Marca V o F para cada proposición: I. Según radio o tamaño atómico: 8O2–>10Ne >11 Na1+

29. En relación a los elementos del grupo IA, marca la proposición correcta: a) Unos son metales y otros metaloides. b) El radio atómico de los elementos crece de arriba hacia abajo. c) El número de capas electrónicas aumenta de abajo hacia arriba. d) El número de electrones de la capa más externa varia entre 1 y 8. e) Forman aniones simples y complejos. 30. ¿Qué propiedad aumenta en el mismo sentido que disminuye el número atómico en un periodo? a) Carácter no metálico b) Electronegatividad c) Volumen atómico d) Potencial de ionización e) Afinidad electrónica

II. Según energía de ionización: 9F >8 O >7 N III. Según conductividad eléctrica: Al > Ag > Cu IV. Según afinidad electrónica: Cl > F > H a) VFFF b) FFFV c) VFFV

Excelencia Pre-U

d) VVFF e) VFVV

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Repaso 1. Un cambio químico ocurre cuando: a) El yodo se sublima b) El azufre se disuelve c) El vapor de agua se condena d) El cobre conduce la corriente eléctrica e) El hierro se oxida

8. ¿Cuál son las especies que presenta paramagnetismo? I. 6C II. 17Cl III. 18Ar a) Solo I b) Solo II c) Solo III d) I y II e) II y III

2. El catión divalente de un átomo posee un número de protones que está en relación de 5 a 7 con el número de neutrones. Si el número de electrones es 28, calcula el número de masa. a) 65 b) 60 c) 72 d) 48 e) 120

9. El siguiente núclido presenta:

3. El siguiente núclido zE2– presenta 18 electrones. Halla su número atómico. a) 16 b) 18 c) 20 d) 14 e) 22 4. Si los N.C. del último electrón en configuración de un átomo son: (3, 0, 0, -1/2), halla Z a) 9 b) 7 c) 10 d) 11 e) 12 5. ¿Qué secuencia de N.C. no es correcta? a) 4, 1, 0, -1/2 b) 3,2,0,+1/2 c) 3,3,0,1/2 d) 5, 0, 0, +1/2 e) 6, 1, 0, +1/2 6. Haz la C.E. del 29Cu y señala los N.C. del último electrón. a) 3, 2, 0, +1/2 b) 3, 2, 0, -1/2 c) 3, 2, +2, -1/2 d) 3, 2, -1, -1/2 e) 3, 2, -1, +1/2 7. Determina cuál de los siguientes elementos tiene el mayor número de electrones desapareados. 13Al; 26Fe; 33As a) Al b) Fe c) As d) Fe y As e) Todos Química

36 16

a) 14 e– d) 16 p+

E 2-

b) 18 p+ e) 36 n

c) 16 n

10. Científico inglés que propuso el modelo atómico: “Sistema planetario en Miniatura” a) Dalton b) Thomson c) Rutherford d) Newlands e) Moseley 11. El número de protones es al de neutrones como 3 es a 4. Si el número de masa es 70, halla la cantidad de neutrones. a) 35 b) 15 c) 70 d) 30 e) 40 12. La suma de neutrones de dos isótopos 126 E 136 E es: a) 10 b) 12 c) 13 d) 15 e) 17 13. La zona extranuclear de un átomo neutro presenta 10 electrones en la capa N. Determine su número de masa, si contiene 52 neutrones. a) 70 b) 92 c) 88 d) 44 e) 55 14. Completa las siguientes reacciones nucleares y determina el número de partículas neutras para el átomo E.

140

I.

222 86 7

A

Rn " Z X +

218 84

Pa

A

II. 3 Li (x, d) Z E a) 3 d) 6

b) 4 e) 8

c) 5 Excelencia Pre-U

15. Halla los N.C. del último electrón del orbital 4d8 a) 4, 2, 0, -1/2 b) 4, 2, 0, +1/2 c) 4, 1, 0, -1/2 d) 4, 1, 0, +1/2 e) 4, 3, 0, -1/2 16. ¿A qué familia pertenece un elemento del grupo VIA? a) Térreo b) Carbonoide c) Nitrogenoide d) Anfígeno e) Gas noble 17. Indica el periodo y grupo de la TPA al que pertenece el elemento 2xx E sabiendo que tiene 40 neutrones. a) 4 – VIA b) 4 – VIIIA c) 5 – IA d) 5 – IVB e) 4 – VIIA 18. No es un halógeno: a) F b) Cl d) I e) As

Excelencia Pre-U

19. Es el elemento más electronegativo: a) F b) Cl c) Br d) I e) At 20. Se tiene la siguiente TPA: D B

C

A

c) Br

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Con respecto a los elementos A, B, C y D marque lo incorrecto: a) “D” tiene una C.E. terminal ns2 en su total básico. b) “B” tiene bajo carácter no metálico c) “A” tiene mayor radio atómico d) “C” es un elemento con electrones de valencia e) “B” tiene la menor carga nuclear.

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