Dimensões Água VET 2016

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Dimensões e escalas biológicas
Célula e água
Dimensões na natureza
 Hierarquia e escala biológica
Célula eucariótica vs. procariótica
Polaridade de moléculas
Interações moleculares: pontes de hidrogênio
Interações moleculares: dipolo-dipolo induzido
Micelas, bicamadas lipídicas e membranas
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Escalas 
10-1 deci
10-2 centi
10-3 mili
10-6 m (micro)
10-9 nano
10-12 pico
10-15 femto
10-18 atto
(* 1Å Angstron = 10-10 m) 
1 Unidade
(padrão)
101 deca
102 hecta 
103 kilo
106 mega
109 giga
1012 tera
1015 peta
1018 exa
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Escala biológica
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Dimensões celulares
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Procariotos vs. Eucariotos
10 mm
1 mm
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Tudo que existe no Universo é composto de átomos.
Átomo é a menor porção de matéria que caracteriza um elemento 
químico
O átomo é composto de prótons, nêutrons e elétrons.
Os prótons têm carga positiva.
Os nêutrons não têm carga.
Os elétrons têm carga negativa.
Prótons e nêutrons encontram-se no núcleo do átomo, enquanto os
elétrons giram em torno deste núcleo.
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O que caracteriza um elemento químico é o número de prótons, também
 chamado número atômico (representado pela letra Z).
Por exemplo, todo átomo de hidrogênio possui 1 próton, todo átomo de 
carbono possui 6 prótons, todo átomo de nitrogênio possui 7 prótons e
todo átomo de oxigênio possui 8 prótons.
Por este motivo,
o hidrogênio tem Z=1
o carbono tem Z=6
o nitrogênio tem Z=7
o oxigênio tem Z=8
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Existem na Natureza muitos elementos químicos, que estão organizados
na Tabela Periódica.
Cada elemento químico, desde o hidrogênio (Z=1) até o urânio (Z=92)
é representado por uma ou duas letras retiradas de seu nome em latim.
H= hydrogenum (hidrogênio)		C= carbonum (carbono)
Ca= calcium (cálcio)			Cl= chlorus (cloro)
N= nitrogenum (nitrogênio)		Na= natrium (sódio)
O= oxygenum (oxigênio)		S= sulphur (enxofre)
Si= silicium (silício)
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Moléculas são formadas por átomos de diferentes elementos
químicos. Por exemplo, a molécula de água é formada por dois átomos de hidrogênio unidos a um átomo de oxigênio.
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Ligação Iônica
É o tipo de ligação entre um metal e um não-metal.
Exemplo: cloreto de sódio (NaCl), “sal de cozinha”.
O sódio (metal) perde um elétron para o cloro (não metal).
Assim, ambos ficam com 8 elétrons na última camada.
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Revisão de Química Geral - Prof. Álvaro Augusto Feitosa Pereira
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Íons
São átomos com quantidades diferentes de prótons e elétrons.
Quando há mais prótons do que elétrons, o íon chama-se cátion.
Exemplos: cátion sódio (Na+), cátion cálcio (Ca++)
Quando há mais elétons do que prótons, o íon chama-se ânion.
Exemplo: ânion cloreto (Cl-), ânion sulfeto (S--)
A quantidade de sinais + ou - nos símbolos indicam a quantidade
de prótons ou elétrons em excesso no íon.
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Ligação Covalente
É o tipo de ligação entre dois átomos de não-metais.
Compostos covalentes formam moléculas. Os elétrons são compartilhados numa região (orbital) comum a ambos os átomos.
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As ligações covalentes são representados nas fórmulas estruturais
por meio de traços unindo os símbolos dos elementos químicos dos
átomos envolvidos na ligação.
O = O
O = C = O
oxigênio (O2)
dióxido de carbono
(gás carbônico)
 (CO2)
O - H
H
água (H2O)
O = C
N
N
H
H
H
H
uréia
C(NH2)2O
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Química Orgânica
É o ramo da Química que estuda as substâncias cujas moléculas
contêm átomos de carbono.
O átomo de carbono é capaz de formar cadeias diversas, por isto
os compostos contendo átomos de carbono são muito numerosos.
O átomo de carbono sempre precisa estabelecer 4 ligações covalentes
com outros átomos. As cadeias carbônicas podem ser curtas, longas,
abertas, fechadas, ramificadas.
Os compostos de carbono são a base de toda a química dos seres
vivos.
Por isso, a Química Orgânica é a base para se estudar Bioquímica.
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Ligações covalentes
Revisão de Química Geral - Prof. Álvaro Augusto Feitosa Pereira
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H – hidrogênio
O – oxigênio
H2O
(Água)
 É o solvente mais importante
 A água é a substância mais abundante nos sistemas vivos compondo 70% ou mais da massa da maioria dos organismos.
 A água é um solvente polar, ela dissolve facilmente a maioria das biomoléculas.
 Compostos que se dissolvem facilmente na água são chamadas de hidrofílicas e os que não se dissolvem em água são chamados de hidrofóbicas.
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Eletronegatividade
Tendência de um elemento
de atrair elétrons para seu 
núcleo.
F 	4,0
Cl	3,5
O	3,0
N	2,5
C	2,1
H	2,0
Na	0,4
Fr	0,0
Lig. Iônicas 		Metal + Ñ-metal	doação definitiva de e-
Lig. Covalentes	Ñ-metal + Ñ-metal	compartilhamento de e-
Revisão de Química Geral - Prof. Álvaro Augusto Feitosa Pereira
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O
H
 O oxigênio é mais eletronegativo que o hidrogênio, portanto,os elétrons das ligações são puxados em direção ao átomo de oxigênio.
 A ligação entre H e O na água são POLARES diferença de eletronegatividade.
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 Na ligação do hidrogênio com o oxigênio para formação da água, os elétrons são compartilhados desigualmente. 
 O hidrogênio está mais próximo do núcleo do oxigênio porque o oxigênio é o mais eletronegativo. 
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Substâncias polares vs. apolares
Óleo + água
-
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Polaridade
(moléculas orgânicas & geometria molecular)
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Interações Moleculares: 
Pontes de hidrogênio
Tipo de interação/ligação	Energia	Distância O-H
Ligação covalente O-H	460 kJ/mol	0,096 nm
Ponte de hidrogênio O-H 	20 kJ/mol	0,26-0,32 nm
ponte de hidrogênio
ponte de hidrogênio
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Interações Moleculares: 
Pontes de hidrogênio
água pura líquida
d = 1,0 g/mL
clusters de vida-curta
gelo
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Interações Hidrofóbicas: 
Interações de London (dipolo induzido-dipolo induzido)
moléculas apolares
Interações de London:
fracas (~ 7 kJ/mol); 
maior distância entre os átomos;
transientes;
entre moléculas apolares
envolvendo átomos de C e H 
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Moléculas anfifílicas 
Micelas e bicamadas lipídicas
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Cada molécula de água é composta de 1 átomo de hidrogênio ligado a 2 átomos de hidrogênio.
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