1 - Introdução

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05/08/2014 
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QUÍMICA E BIOQUÍMICA 
INTRODUÇÃO À QUÍMICA E 
BIOQUÍMICA 
Profa. Thaís Melo de Paula Seixas 
QUÍMICA E BIOQUÍMICA 
A Química estuda a composição, estrutura, propriedades da 
matéria e as mudanças sofridas por ela durante as reações 
químicas. 
 
A Bioquímica estuda as estruturas moleculares, os mecanismos e 
os processos químicos responsáveis pela vida. 
 
Seres vivos dependem de energia para realizar suas funções e 
necessitam obter, transformar, armazenar e utilizar esta energia. 
Do que são feitos os organismos vivos? 
Do que são feitos os organismos vivos? 
Água. 
 
Minerais (macro e oligoelementos). 
 
Biomoléculas (constituintes moleculares das células). 
 Aminoácidos, glicídeos, lipídeos e nucleotídeos. 
 
MATÉRIA: qualquer substância que ocupa lugar no espaço. 
Constituída por átomos, sua menor porção. 
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Nível de organização biológica 
Como funciona cada um dos elementos do organismo? 
Como funciona cada um dos elementos do organismo? 
Utilizam ENERGIA para manutenção das funções vitais. 
 
ENERGIA é conseguida do meio ambiente por meio de nutrientes 
orgânicos e energia solar. 
CARACTERÍSTICAS DOS ORGANISMOS 
 São estruturalmente complexos e altamente organizados; 
 
 Cada parte de um organismo possui função específica; 
 
 Possuem habilidade de extrair, transformar e utilizar energia; 
 
 Interação para manter e perpetuar o estado vital e 
 
 Capacidade de auto-replicação precisa. 
Descrever em termos moleculares como um conjunto de 
moléculas inanimadas que constituem os organismos vivos, 
interagem para manter e perpetuar o estado vital, com as 
estruturas, os mecanismos e os processos químicos 
compartilhados por esses organismos. 
OBJETIVO BÁSICO DA BIOQUÍMICA 
Qual é a estrutura básica da vida? 
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Qual é a estrutura básica da vida? 
As CÉLULAS são as unidades estruturais e funcionais de todos os 
organismos vivos. 
 Células Procariontes 
 Material genético não está delimitado por um envoltório. 
 Bactérias, Micoplasmas e Cianobactérias. 
 
Células Eucariontes 
 Material genético dentro de envelope nuclear. 
 Organismos unicelulares (protozoários e leveduras) e 
multicelulares. 
Células eucariontes X procariontes 
QUÍMICA 
REVISÃO DE QUÍMICA 
ÁTOMO 
 Menor porção da matéria (sólida, líquida ou gasosa). 
 Possui 2 regiões: 
 1 – Núcleo. 
 2 – Eletrosfera. 
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QUÍMICA 
REVISÃO DE QUÍMICA 
ÁTOMO 
 Cada região é composta por partículas subatômicas. 
 1 – Núcleo 
 Estão presentes os Prótons (com cargas elétricas positivas) e 
os Nêutrons (com carga elétrica nula). 
 
 2 – Eletrosfera 
 Estão presentes os Elétrons (com cargas elétricas negativas). 
 
QUÍMICA 
REVISÃO DE QUÍMICA 
ÁTOMO – Núcleo e Eletrosfera 
REVISÃO DE QUÍMICA 
QUÍMICA 
ÁTOMO 
Eletrosfera 
 Elétrons estão distribuídos em 7 camadas ao redor do núcleo 
(K,L,M,N,P e Q). 
 Entre as camadas existem subcamadas representadas pelas 
letras s, p, d e e. 
 As camadas são níveis de energia (Nuvem Eletrônica). 
 
 À medida que se distanciam do núcleo, ganham energia. 
 
 
 
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Camadas da Eletrosfera 
REVISÃO DE QUÍMICA 
QUÍMICA 
Camada de Valência 
REVISÃO DE QUÍMICA 
QUÍMICA 
Nuvem Eletrônica e ligação química entre dois elementos 
QUÍMICA REVISÃO DE QUÍMICA 
ÁTOMO 
 Cada átomo possui característica própria definida pelo 
número atômico (determinado pelo número de prótons). 
 
ELEMENTO QUÍMICO 
 Conjunto de átomos com o mesmo número atômico. 
 São conhecidos 118 elementos químicos, 90 são 
encontrados na natureza e 28 fabricados industrialmente. 
 Cada elemento químico possui um nome e é representado 
por um símbolo. 
 
QUÍMICA REVISÃO DE QUÍMICA 
NOME SÍMBOLO NOME SÍMBOLO 
Sódio Na Magnésio Mg 
Potássio K Fósforo P 
Cálcio Ca Mercúrio Hg 
Carbono C Cobre Cu 
Nitrogênio N Cromo Cr 
Enxofre S Selênio Se 
EXEMPLOS DE ELEMENTOS QUÍMICOS E SEU SÍMBOLOS 
QUÍMICA REVISÃO DE QUÍMICA 
REGRA DO OCTETO E IONIZAÇÃO 
 Átomos tendem a se combinar para totalizar 8 elétrons, 
como um gás nobre. 
 
 Átomos que não possuem 8 elétrons podem perder, ganhar 
ou compartilhar com outros átomos para alcançar maior 
estabilidade. 
 
 O rearranjo dos elétrons na camada de valência é 
responsável pelas ligações químicas entre dois elementos. 
 
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QUÍMICA REVISÃO DE QUÍMICA 
REGRA DO OCTETO E IONIZAÇÃO 
 
REVISÃO DE QUÍMICA QUÍMICA 
REGRA DO OCTETO E IONIZAÇÃO 
 ÍONS 
 Átomos com números desiguais de prótons e elétrons, 
possuindo carga positiva (CÁTION) ou negativa (ÂNION). 
 
 O processo de perda ou ganho de elétrons é chamado de 
Ionização. 
 
 Exemplos: Na+, Cl- e Ca2+. 
 
 
REVISÃO DE QUÍMICA QUÍMICA 
ÂNION CÁTION 
REVISÃO DE QUÍMICA QUÍMICA 
OXIDAÇÃO 
 Perda de elétrons por um elemento químico ou molécula. 
 Resulta em redução de energia. 
 
REDUÇÃO 
 Ganho de elétrons. 
 Resulta em aumento de energia. 
REVISÃO DE QUÍMICA QUÍMICA 
As reações de oxirredução ocorrem em conjunto no organismo. 
 
RADICAIS LIVRES: átomos com elétron não pareado resultante de 
reações de oxirredução em desequilíbrio. 
 
REVISÃO DE QUÍMICA QUÍMICA 
LIGAÇÕES QUÍMICAS 
 Ocorrem devido à tendência dos elementos químicos 
buscarem a estabilidade. 
 
 Podem ser de 2 tipos: 
 1 – Iônica 
 2 – Covalente 
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REVISÃO DE QUÍMICA QUÍMICA 
LIGAÇÕES QUÍMICAS IÔNICAS 
 Metais + Não Metais 
 Metais + Hidrogênio 
 
Há transferência de elétrons de um átomo para outro com o 
objetivo de que todos fiquem com 8 elétrons na camada de 
valência. 
 
Os átomos possuem cargas elétricas opostas (atração: ligação 
iônica). 
QUÍMICA REVISÃO DE QUÍMICA 
LIGAÇÕES QUÍMICAS IÔNICAS 
 Ex: Ligação iônica entre o Na e Cl 
REVISÃO DE QUÍMICA QUÍMICA 
PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS IÔNICOS 
 1 – Ponto de fusão (PF) e ebulição (PE) elevados. 
 2 – Sólidos à temperatura ambiente. 
 3 – Conduzem corrente elétrica em meio aquoso. 
 4 – Cristais duros e quebradiços. 
Sofrem dissociação em meio aquoso. 
No organismo encontram-se dissociados nos líquidos corporais e 
são chamados ELETRÓLITOS. 
REVISÃO DE QUÍMICA QUÍMICA 
Dissociação do NaCl em meio aquoso 
REVISÃO DE QUÍMICA QUÍMICA 
Condução de corrente elétrica em meio aquoso 
Na+ 
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LIGAÇÕES QUÍMICAS COVALENTES 
Ocorre compartilhamento de elétrons entre os átomos. 
 
Não há perda ou ganho de elétrons. 
 
Existe um par de elétrons que será compartilhado entre dois 
átomos. 
 Ametais + Ametais. 
 Ametais + Hidrogênio. 
REVISÃO DE QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA REVISÃO DE QUÍMICA 
LIGAÇÕES QUÍMICAS COVALENTES 
 Os átomos compartilham elétrons da camada de valência de 
modo a apresentarem 8 elétrons nesta última camada tornando-se 
mais estáveis. 
 
OBS: o Hidrogênio possui apenas 1 elétron na camada de valência. 
Atinge sua conformação estável quando compartilha 1 elétron 
ficando com configuração estável semelhante ao Gás Hélio. 
H H 
REVISÃO DE QUÍMICA QUÍMICA 
ESTRUTURA ELETRÔNICA DE PONTOS (FÓRMULA DE LEWIS) 
 Representação abreviada da quantidade de elétrons de um 
átomo. 
 Demonstra os elétrons da camada de valência. 
 
 
REVISÃO DE QUÍMICA QUÍMICA 
LIGAÇÕES QUÍMICAS COVALENTES 
São representadas por uma linha. 
 
O número de linhas representa o número de ligações feitas. 
 
1 Linha Ligação Covalente Simples 
2 Linhas Ligação Covalente Dupla. 
3 Linhas Ligação Covalente Tripla. 
 
Compostos formados
por ligação covalente: MOLÉCULAS. 
REVISÃO DE QUÍMICA QUÍMICA 
PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS MOLECULARES 
 1 – Ponto de fusão (PF) e ebulição (PE) baixos. 
 2 – Sólidos, líquidos ou gasosos à temperatura ambiente. 
 3 – Não conduzem corrente elétrica em meio aquoso. 
 4 – Ligações intermoleculares formam diversas estruturas 
dos organismo. 
REVISÃO DE QUÍMICA 
QUÍMICA 
Representações dos compostos moleculares 
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REVISÃO DE QUÍMICA 
QUÍMICA 
LIGAÇÕES QUÍMICAS COVALENTES 
Podem ser do tipo POLAR ou APOLAR. 
 
Ligação entre dois elementos químicos iguais resulta em um 
composto simétrico com a mesma eletronegatividade – APOLAR. 
 
Ligação entre dois elementos químicos diferentes resulta em um 
composto com eletronegatividade diferente – POLAR. 
REVISÃO DE QUÍMICA 
QUÍMICA 
LIGAÇÃO QUÍMICA COVALENTE APOLAR 
LIGAÇÃO QUÍMICA COVALENTE POLAR 
REVISÃO DE QUÍMICA 
QUÍMICA 
Ligações químicas covalentes polares e apolar. 
REVISÃO DE QUÍMICA 
QUÍMICA 
Eletronegatividade: atração que um átomo exerce sobre os elétrons 
em uma ligação química. 
 
 
 
Elementos com maior eletronegatividade são os não-metais. 
 
Elementos eletropositivos (menor eletronegatividade) são os 
metais. 
REVISÃO DE QUÍMICA 
QUÍMICA 
LIGAÇÕES INTERMOLECULARES 
As estruturas que compõem o organismo são formadas por 
moléculas unidas por ligações intermoleculares. 
 
 Tipos: 
 1 – Dipolo-dipolo. 
 (Forças de Wan der Waals) 
 2 – Pontes de Hidrogênio. 
 
REVISÃO DE QUÍMICA 
QUÍMICA 
LIGAÇÕES INTERMOLECULARES 
LIGAÇÕES TIPO DIPOLO-DIPOLO ou DIPOLO PERMANENTE 
 Interação entre moléculas que foram formadas por ligação 
covalente polar. 
 Ligação pela atração elétrica (região negativa atrai região 
positiva). 
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REVISÃO DE QUÍMICA 
QUÍMICA 
LIGAÇÕES INTERMOLECULARES 
LIGAÇÕES TIPO DIPOLO-INDUZIDO 
 Interação entre moléculas formadas por ligação covalente 
apolar. 
 Sob determinada pressão, as forças de atração superam as 
forças de repulsão . 
REVISÃO DE QUÍMICA 
QUÍMICA 
LIGAÇÕES INTERMOLECULARES 
LIGAÇÕES TIPO DIPOLO-DIPOLO e DIPOLO-INDUZIDO 
 As forças de atração entre uma molécula e outra são 
chamadas de: 
 
FORÇAS DE VAN DER WAALS 
 
REVISÃO DE QUÍMICA 
QUÍMICA 
LIGAÇÕES INTERMOLECULARES 
LIGAÇÕES TIPO PONTES DE HIDROGÊNIO 
 Quando o Hidrogênio se liga a um elemento eletronegativo 
(Oxigênio, Nitrogênio ou Flúor) apresenta uma carga positiva 
podendo interagir com um elétron de um outro elemento. 
 
 A principal estrutura do organismo mantida por Pontes de 
Hidrogênio é a água. 
REVISÃO DE QUÍMICA 
QUÍMICA 
LIGAÇÕES INTERMOLECULARES 
LIGAÇÕES TIPO PONTES DE HIDROGÊNIO 
COMPOSTOS ORGÂNICOS 
REVISÃO DE QUÍMICA 
QUÍMICA 
COMPOSTOS ORGÂNICOS 
Apresentam o elemento químico Carbono, possuindo também 
Nitrogênio, Hidrogênio e Oxigênio. 
 
A união desses elementos químicos resulta na formação de 
macromoléculas ou biomoléculas orgânicas como: 
 
Proteínas, Carboidratos, Lipídeos, Vitaminas e Ácidos Nucleicos.