Fundamentos de Química: Conceptos Esenciales y Propiedades Moleculares

Conceptos Fundamentales de la Materia

• Molécula: Es el límite de la división física, la parte más pequeña de una sustancia que conserva sus propiedades.
• Átomo: Partícula indivisible por métodos corrientes.

Sistema de Unidades y Medidas

• Longitud (m): Igual a 1 650 763.73 longitudes de onda en el vacío.
• Unidad de masa (kg): Cilindro macizo de platino iridiado.
• Tiempo (s): 1/86 400 del día solar medio.
• Temperatura (K): 1/273.16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.
• Mol: Razón entre el gramo y el Dalton.
• Volumen (m³): Unidad de medida de espacio tridimensional.
• Capacidad (L): Volumen a 40 °C de un kilogramo de agua destilada.
• Unidad de masa atómica (uam o Dalton): 1/12 de la masa del átomo de carbono-12.

Propiedades de los Gases y Elementos

• Densidad de un gas: Peso de un litro del gas en condiciones de presión y temperatura estándar.
• Volumen molar: El volumen de cualquier gas a igual temperatura y presión estándar es de 22.4 litros por mol.
• Número de Avogadro: 6.023 × 10²³ átomos.
• Elemento: Compuesto de átomos de la misma clase.
• Tipos de enlace: Iónico y covalente.

Propiedades del Agua

El agua presenta características fisicoquímicas únicas:

• Puntos críticos: Ebullición (100 °C a 1 atm) y congelación (0 °C).
• Estructura: 4 puentes de hidrógeno por molécula.
• Comportamiento: El hielo flota en el agua, actuando como aislante térmico.
• Naturaleza: Es una molécula dipolar, anfótera y se disocia en iones.
• Calor específico: 1 cal/(g°C).

Procesos de Difusión y Disoluciones

• Difusión: Proceso por el cual las moléculas del soluto alcanzan una distribución homogénea en todo el espacio accesible.
• Ósmosis: Difusión de líquidos a través de membranas.
• Presión osmótica: Tendencia a diluirse de una disolución separada del disolvente.
• Clasificación: Disoluciones isotónicas, hipotónicas e hipertónicas.
• pH: Logaritmo negativo de la concentración de iones H+. Se clasifica en: ácidas (pH < 7), básicas (pH > 7) y neutras (pH = 7).

Carbohidratos

Monosacáridos

Son aldehídos (aldosas derivadas del gliceraldehído) o cetonas (cetosas) polihidroxilados:

• D-ribosa y 2-D-desoxirribosa: Constituyentes de los ácidos nucleicos.
• D-glucosa: El monosacárido más abundante.
• D-fructosa: Presente en casi todas las frutas.

Enlaces y Estructuras Complejas

• Enlace glucosídico: Compuestos con grupos -OH, -NH₂ y -SH reaccionan con el -OH hemiacetálico del carbono anomérico, con pérdida de agua para formar glicósidos.
• Disacáridos: Lactosa (glucosa + galactosa) y sacarosa (glucosa + fructosa).
• Oligosacáridos: Cadenas de hasta 20 monosacáridos que forman glicoproteínas y glicolípidos.