Composição e Ligação Química

Prévia do material em texto

BIOMOLÉCULAS
COMPOSIÇÃO E LIGAÇÃO QUÍMICA
- Dos + de 90 elementos químicos naturais
- - de 30 são essenciais à vida
• A maioria dos elementos químicos tem no atômicos pequenos
Hidrogênio, Oxigênio, 
Nitrogênio e Carbono
99% de massa das 
células
Água do mar Corpo humano Crosta terrestre 
elemento percentagem elemento percentagem elemento percentagem 
Hidrogênio 66 Hidrogênio 63 Oxigênio 47 
Oxigênio 33 Oxigênio 25,5 Silício 28 
Cloro 0,33 Carbono 9,5 Alumínio 7,9 
Sódio 0,28 Nitrogênio 1,4 Ferro 4,5 
Magnésio 0,033 Cálcio 0,31 Cálcio 3,5 
Enxofre 0,017 Fósforo 0,22 Sódio 2,5 
Cálcio 0,0062 Cloro 0,08 Potássio 2,5 
Potássio 0,006 Potássio 0,06 Magnésio 2,2 
Carbono 0,0014 
 
Fonte: Lehninger, Nelson, Cox (1995). *Valores dados em % do número total de átomos 
Tabela 1. Abundância dos elementos químicos na água do mar, no corpo 
humano e na crosta terrestre*
As biomoléculas são compostos de carbono
+ 50% da célula 
seca
0,154nm
0,134nm
Nenhum outro elemento consegue formar moléculas com 
tanta diversidade de tamanhos, formas e composição
• A maioria das biomoléculas são compostos orgânicos
• Grupos funcionais Propriedades químicas 
específicas à molécula
A “personalidade” química de um composto é determinado 
pela química do seu grupo funcional e pela sua disposição 
no espaço tridimensional
ÉSTER 
TIOÉSTER 
ÉTER 
ANIDRIDO 
dois ác. 
carboxílicos 
ANIDRIDO MISTO, 
ác. Carboxílico; 
ác. Fosfórico, 
fosfato de acila 
FOSFOANIDRIDO 
ESTRUTURA TRIDIMENSIONAL
ESTRUTURA TRIDIMENSIONAL
• Interações moleculares são estereoespecíficas
- Fórmula estrutural em perspectiva
No plano do papel
Para frente do 
plano do papel
Acima do plano 
do papel
- Modelo esfera e vareta (bola-e-bastão)
- Representa o ângulo da ligação
- Representa o comprimento relativo 
ligação
- As bolas indicam o tamanho 
aproximado dos núcleos atômicos
- Modelo volume 
atômico (espaço cheio)
- O raio de cada átomo é 
proporcional ao de van 
der Waals
Configuração das moléculas
• Presença de duplas ligações
Isômeros geométrico ou 
cis-trans
Configuração das moléculas
• Centros quirais
Conformação molecular
• Arranjo espacial do gr. substituintes que são livres 
para assumir diferentes posições no espaço sem a 
quebra de qualquer ligação
Interações entre biomoléculas 
são estereoespecíficas 
Estereoespecificidade
Reatividade química
- Reações químicas: ligações são quebradas e outras são formadas
- Força de uma ligação:
- eletronegatividade
- Força de uma ligação química: denominada de energia de ligação
- Energia de ligação: quantidade de energia necessária para romper 
uma ligação química (calorias ou joules)
- distância dos e- dos núcleos
- carga nuclear dos átomos
Tabela . Energia de ligação
Tipo de 
ligação 
Energia de 
dissociação 
(cal/mol) 
Tipo de 
ligação 
Energia de 
dissociação 
(cal/mol) 
Ligações 
triplas 
 Ligações 
simples 
 
CC 195,21 O-H 110,29 
NN 221,49 H-H 104,07 
Ligações 
duplas 
 P-O 100,24 
C=O 170,33 C-H 99,04 
C=N 147,13 N-H 93,06 
C=C 146,17 C-O 84,21 
P=0 120,09 C-C 82,25 
Lig. não-
cov. ou int. 
 S-H 81,10 
Pontes de 
hidrogênio 
 
0,96-4,78 
C-N 70,09 
Int. de van 
der Waals 
C-S 62,20 
Int. 
hidrofóbicas 
N-O 53,11 
Interações 
iônicas 
S-S 53,19