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Estruturas Moleculares Átomos, Moléculas, Íons e Biomoléculas Composição Do Universo: Matéria e Energia → baixa Entropia submolecular Matéria: Contínua? Descontínua?? → Átomo Hierarquia Estrutural do elementos Níveis de organização dos seres vivos Átomos →Moléculas → Células → Tecidos → Órgãos → Sistemas → Organismos Átomo: Unidade fundamental dos sistemas moleculares Núcleo (+) Prótons e Neutrons Órbita (-) Elétrons Átomo: → Menor estrutura neutra da matéria →Todos os átomos de um dado elemento são idênticos. →Os átomos de um elemento são diferentes dos átomos de outro elemento. Átomo: → Capaz de reagir eletricamente e participar de reações químicas →As reações químicas envolvem apenas rearranjo dos átomos, eles não são criados ou destruídos nessas reações. → Dificilmente existem livres (moléculas ou íons). A carga elétrica do conjunto atômico e a disponibilidade de alguns elétrons para trocas ou compartilhamento por diferentes átomos, são as características fundamentais que definem as propriedades químicas da matéria. Evolução dos modelos atômicos Dalton(bola de bilhar) –1803 ↓ Thomson (pudim de passas) -1897 ↓ Rutherford -Bohr(sistema planetário) –1908/1910 ↓ Evolução dos modelos atômicos Modelo Atômico de Schrödinger-1927 Moléculas As moléculas são formadas por átomos unidos por ligações químicas. A união se faz pela atração dos elétrons de um átomo pelo núcleo do outro átomo. Moléculas Uma molécula diatômica contém apenas 2 átomos Uma molécula poliatômica contém mais de 2 átomos H2, N2, O2, Br2, HCl, CO O3, H2O, NH3, CH4 Moléculas Pequenas moléculas água (H2O) H2 H20 NH3 CH4 Moléculas Macromoléculas Proteínas; DNA; RNA; Carboidratos; Lipídios Íons Íons são átomos e moléculas com carga elétrica. Íon = Viajante Íons Íons positivos: Cátions Sódio (Na+) Potássio (K+) (Ca++) Íons negativos: Ânions Cloro (Cl-) Íons Um íon monoatômico contém apenas 1 átomo Um íon poliatômico contém mais de um átomo Na+, Cl-, Ca2+, O2-, Al3+, N3- OH-, CN-, NH4+, NO3- Íons Existem desde microíons (Na +) até macroíons (proteínas) BIOMOLÉCULAS As biomoléculas representam moléculas indispensáveis à manutenção da vida. São moléculas sintetizadas naturalmente pelos sistemas biológicos. Podem se associar com outras. BIOMOLÉCULAS A maioria das biomoléculas tem natureza iônica. Algumas biomoléculas já são sintetizadas em laboratório: proteínas, fragmentos de DNA…. BIOMOLÉCULAS A evolução genética e morfológica representa a manifestação macroscópica da evolução de biomoléculas. São representadas por 4 grandes classes: glicídios, lipídios, protídeos e nucleotídeos. Glicideos: são os açúcares, suas principais funções são: armazenar energia; participar de estruturas moleculares; aumentar a solubilidade dos compostos onde estão associados. BIOMOLÉCULAS BIOMOLÉCULAS Lipidios: são as gorduras, participam das seguintes funções biológicas: estruturas celulares; combustível para reações biológicas; proteção de superficies; processos imunológicos. BIOMOLÉCULAS Prótides: são as proteínas, participam das seguintes funções biológicas: catálises; depósito; transporte; contração; proteção; ataque; regulação; manutenção das estruturas. BIOMOLÉCULAS Nucleotídeos: são o DNA e RNA, essas moléculas armazenam e transmitem informação genética; são responsáveis pela síntese de proteínas; responsáveis pela diferenciação celular; controla os fenômenos biológicos; controlam o aprendizado; . BIOMOLÉCULAS Em relação à estrutura, são bastante sofisticadas para poder desempenhar funções específicas: Simples: monômeros (glicídios) protômeros (protídes) Múltiplas: associação de monômeros ou protômeros. BIOMOLÉCULAS Outras biomoléculas: vitaminas, hormônios, coenzimas, polipeptídeos, metabólitos… LIGAÇÕES INTERATÔMICAS E INTERMOLECULARES Ligação primária Mecanismo Propriedades Exemplosefunção Iônica Atraçãoentre ions+ e -, um cede, outrorecebe Falsasmoléculas,ligaçõesabertas N+, K+, Cl- no plasmasanguíneo Transportetransmembrana Covalente Partilhadeelétrons, Ligaçãoverdadeira,fechada Água,biomoléculas Estruturase at.específica Mista Partilhadesigual Covalentedativa Enzimas Quebraeformaçãodemoléculas LIGAÇÕES INTERATÔMICAS E INTERMOLECULARES Ligaçãos secundária Mecanismo Propriedades Exemplosefunção Pontes de H Atraçãode protons entreátomosnegativos Estável,porémfraca DNAe RNA Forçademanutenção Hidrfóbicas Atraçãodecertosgruposporrepulsãoaomeio Falsasligações Aminoácidos Manteraestrutura Van der Waals Atraçãoentreprótonseelétrons Forçapequena, deaproximação Proteínas Antígeno-anticorpo Dipolos Moléculacomdoispólos Permanentesouinduzidos Água, Na+, Cl- Enzima-substrato Ressonância Oscilaçãodeelétronsentredoisátomos Dáestabilidadeàsmoléculas P, S, C Modificarpropriedades Coulômbicas AtraçãoeRepulsão Forçasfortes COO-, NH3+ Catálise,transporte London-Heitler Movimentaçãodeelétrons Forçasfracas Moléculasbiológicas Repulsãodemoléculas
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