Fundamentos de Bioelementos y Enlaces Químicos en la Materia Viva

Propiedades de los Bioelementos

• Abundancia: Presentes de forma significativa en la naturaleza.
• Peso atómico: Bajo.
• Calor específico: Elevado.
• Reactividad: Químicamente activos.
• Densidad: Baja.
• Calor de combustión: Elevado.
• Capacidad de enlace: Alta capacidad para formar compuestos.

Principios Inmediatos

La combinación de elementos biogenésicos forma compuestos químicos denominados principios inmediatos, los cuales solo pueden ser separados mediante métodos físicos. Se clasifican en:

• Simples: Unión de átomos iguales, como el oxígeno (O₂) y el nitrógeno (N₂).
• Compuestos:
  • Orgánicos: Glúcidos o carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
  • Inorgánicos: Agua (90%) y sustancias minerales (potasio, sodio, calcio, cloruro de potasio, carbonatos y fosfatos).

El Enlace Químico

Son las fuerzas de atracción que mantienen unidos a los átomos en los compuestos.

Enlaces Covalentes

• Se comparten pares de electrones.
• Son enlaces fuertes.
• Electronegatividad: Si los electrones permanecen más tiempo en un átomo que en otro, la molécula se polariza.
• Moléculas polares: Distribución asimétrica; contienen O, N, S o P; son hidrofílicas.
• Moléculas no polares: Carecen de regiones cargadas; son relativamente inertes y hidrofóbicas.

Enlaces No Covalentes

• No comparten pares de electrones.
• Existen fuerzas de atracción entre regiones con diferentes cargas eléctricas en una misma molécula.
• Son enlaces débiles pero confieren gran estabilidad.
• Iónicos: Atracción electrostática entre átomos con carga opuesta (ej. metal y no metal).
• Puentes de hidrógeno: Más débiles que el enlace covalente o iónico; ocurren en moléculas inorgánicas.
• Interacciones hidrofóbicas y fuerzas de Van der Waals: Interacciones débiles de atracción.

Moléculas Orgánicas

Son compuestos que contienen carbono formando enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno. Pueden incluir oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, boro y halógenos.

Nota: Los carburos, carbonatos y óxidos de carbono no se consideran moléculas orgánicas. Aunque todas las moléculas orgánicas contienen carbono, no todas las moléculas con carbono son orgánicas.

• Naturales: Sintetizadas por seres vivos.
• Artificiales: Fabricadas por el hombre (ej. plásticos).

El Átomo de Carbono

Un átomo de carbono puede formar un máximo de cuatro enlaces covalentes. Sus átomos tienen la capacidad de unirse entre sí para formar cadenas largas y complejas.