Noções de Moléculas Orgânicas e Química Geral

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BIOQUÍMICA
REVISÃO 
Por: Laura Maschetti
Matéria:
Noções de moléculas orgânicas
Noções de Moléculas Orgânicas:
Conceito: As moléculas orgânicas são, na sua generalidade, as substâncias químicas que contêm na sua estrutura carbono e ligações covalentes C-H, ou substâncias que sejam derivados destas.
Boa parte das moléculas orgânicas são macromoléculas (polímeros), formadas por centenas ou milhares de moléculas menores, os monômeros. 
A forma como os elementos se ligam pode originar cadeias lineares, ramificadas e cíclicas.
Os elementos O, N, H e C perfazem juntos 99% do peso da maioria das células.
O C é capaz de formar uma infinidade de moléculas diferentes.
As moléculas que contêm esqueletos carbônicos são chamadas orgânicas ou biomoléculas.
Ligações C – C são covalentes simples, duplas ou triplas.
Principais moléculas orgânicas: Carboidratos, Lipídios, Proteínas, Ácidos Nucleicos e Vitaminas.
As moléculas possuem forma espacial.
Os carbonos podem estar ligados a diversos grupos:
Em função desses grupos as moléculas podem assumir funções específicas
 
Estereoquímica: Forma espacial das moléculas
As biomoléculas possuem um desenho espacial tridimensional que é chamado estereoquímica. 
Ângulos entre as ligações dos carbonos são idênticos.
As rotações são dificultadas quando os grupos são muito grandes ou com cargas elétricas altas.
Duplas ligações não permitem rotações.
Esses pontos onde não se permitem rotações são chamados quirais.
Em uma molécula com cadeia carbônica longa, além das ligações covalentes e das posições que os grupos funcionais podem assumir por rotações, a estereoquímica é mantida pelas diversas interações intramoleculares e intermoleculares. 
A estereoquímica é responsável pela funcionalidade da molécula.
Configuração: É uma forma do arranjo espacial de uma molécula orgânica
Isômeros:
- Configurações diferentes de moléculas com a mesma constituição química.
- Estereoquímica diferente.
- Podem ter funções diferentes. 
Conformação: São todos as formas que as moléculas podem assumir em função dos grupos substituintes que podem girar livremente. 
Situação dinâmica: não há como separá-las (Ligadas a um mesmo átomo central).
Estereoespecifidade: Encaixe das formas espaciais das moléculas
Responsável por reações entre moléculas estruturalmente complementares:
- Substrato enzima
 - Hormônio receptor
- Antígeno anticorpo
Moléculas Biológicas:
Água:
 - Reatividade do meio 
 - Interações com as demais 
 moléculas
Proteínas:
 - Estruturais e globulosas
 - Possuem formas e cargas
 - Inteligência
Carboidratos:
- Energia e estrutura
- Sinalizadores
- Membranas
Ácidos Nucléicos:
- Códigos Genéticos
Lipídios:
- Energia e estrutura
- Sinalizadores
Lipídeo = Ácido Graxo = Ácido Orgânico 
Açúcar = Aldeído ou Cetona 
Proteína = Aminoácido = Amino + Ácido
Estrutura: 
 - Núcleo: Prótons e nêutrons	
Número atômico (Z) – Prótons
Número de massa (A) – Prótons e nêutrons
- Elétrons: 
7 camadas (K, L, M, N, O, P, Q)
5 sub níveis (s, p, d, f)
Camada de valência
Distribuição dos elétrons nas orbitais:
- Camada de Valência: Camada mais externa da eletrosfera
Normalmente os elétrons pertencentes à camada de valência são os que participam de alguma ligação química.
Ligações covalentes
Normalmente são os elétrons dela que participam das ligações químicas.
- Diagrama de Linus Pauling: uma ferramenta para distribuir os elétrons de um átomo de forma mais prática no papel.
- Íon: um átomo que possui déficit ou excesso de elétrons. 
Ânions – íons negativos: Ganham elétron
Cátions – íons positivos: Perdem elétron
Ligações iônicas: são as ligações químicas que ocorrem entre os átomos quando estes reagem entre si a fim de alcançarem a estabilidade que, segunda a Teoria do Octeto, compõem 8 elétrons na última camada ou camada de valência.
Interações entre íons 
Ligações fortes entre elementos. 
Não se rompem facilmente.
Possuem muita energia armazenada nas ligações, mas em menor quantidade que nas covalentes
Ligações Covalentes: A ligação covalente é um tipo de ligação química realizada entre os átomos que compartilham entre si pares de elétrons.
Ligações fortes entre elementos. 
Não se rompem facilmente.
O elétron sendo compartilhado é mais atraído pelo núcleo de elemento mais eletronegativo.
Possuem muita energia armazenada nas ligações (o que acaba facilitando para fazer ou desfazer uma ligação):
 - Ligações C - C 85 kcal
 - Ligações C = C 175 Kcal
Ligações Não Covalentes ou Interações Reversíveis:
Forças de Van der Waals: A distribuição de cargas em torno de uma molécula muda com o tempo, dessa forma em um dado momento a distribuição de cargas não é simétrica e um lado da molécula apresentará uma grande quantidade de cargas negativas
Nessa interação, uma molécula induz a formação de um dipolo na outra sendo consideradas as interações mais fracas existentes. Esse tipo de interação ocorre entre os grupos R de aminoácidos apolares.
Interação dipolo-dipolo: são interações entre moléculas polares sendo consideradas forças intermediárias.
Na molécula da acetona o átomo de oxigênio, mais eletronegativo, faz uma dupla ligação com o átomo de carbono, menos eletronegativo. Dessa forma há a formação de um dipolo na molécula pois o par de elétrons da ligação C=O estará mais próximo do átomo de oxigênio pois este é o átomo mais eletronegativo. Este adquire carga parcial negativa e deixa o outro lado da molécula (átomo de carbono) com carga elétrica parcial positiva. O lado negativo de uma molécula atrai o positivo da outra e dessa forma ocorre a interação entre as moléculas.
Atração eletrostática: é o resultado das forças atrativas entre cargas opostas efetivas de funções polares, ou seja, ocorre devido a atração de uma molécula carregada positivamente com outra molécula carregada negativamente. 
Essas interações são consideradas as mais fortes existentes e ocorrem entre radicais carregados de aminoácidos.
Depende das cargas elétricas nos átomos, da distância entre eles e do meio no qual estão submersos. O meio aquoso diminui a atração 80 X em relação ao vácuo.
Pouco intensas (entre 1 e 5 Kcal/mol)
São também responsáveis pelas estruturas tridimensionais das moléculas (estereoquímica), no reconhecimento dos substratos pelas enzimas, dos receptores pelos hormônios, dos antígenos pelos anticorpos, etc.
Ligação de Hidrogênio: é a interação entre o átomo de hidrogênio ligado a um átomo de O, N ou F de uma molécula com o átomo de N, O ou F de outra molécula. 
Ligação de hidrogênio entre as moléculas de água.
São consideradas interações de força intermediária e ocorrem entre grupos polares sem carga dos aminoácidos polares.
Interação Hidrofóbica: são atribuídas devido à forte tendência de as moléculas de água excluírem grupos ou moléculas apolares.
Essas interações ocorrem entre solutos não polares e a água.
Moléculas apolares de solutos se aglomeram entre si na presença de água, não porque tenham primariamente uma alta afinidade uma pela outra, mas porque a água liga-se fortemente a si mesma.
Eletronegatividade: A eletronegatividade é uma propriedade periódica dos elementos que indica a tendência que cada um tem de atrair os elétrons em uma ligação química.
Polaridade “Parcial”: Nas ligações químicas entre elementos com eletronegatividade muito diferente, os elétrons compartilhados deslocam-se para mais perto do núcleo do átomo mais eletronegativos formando polos “parciais”. 
Molécula polar: quando o número de nuvens eletrônicas no átomo central é diferente do número de átomos (do mesmo elemento químico) ligados a esse átomo. Há formação de polos parciais negativos e positivos.
Molécula apolar: quando o número de nuvens eletrônicas no átomo central é igual ao número de átomos (do mesmo elementoquímico) ligados a esse átomo. Não há formação de polos parciais.