I lezione Biochimica

8/8/2019 I lezione Biochimica

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•Biochimica- Campbell/FarrelEdizione EdiSES

TESTI CONSIGLIATI

•Fondamenti di BiochimicaDell’Esercizio Fisico

Michael E.Houston

Edizione Calzetti e Mariucci



Elementi e composti

Elementi: sostanze costituite da un solo tipo diatomi(sostanza indivisibile,che non si può tagliare

Esempi: cloro (Cl), idrogeno (H), ossigeno (O)

Composti: sostanze costituite da più di un tipo diatomi

Esempi: acqua (formata da idrogeno e ossigeno H2O)

Gli elementi esistenti sono circa 100 e sono ordinatinella tavola periodica degli elementi



Ci ho perso la testa,

per arrivarci.

Elementi e CompostiE io li ho classificati tutti

nella

mia tavola: la

TAVOLA PERIODICA DIMENDELEEV

Antoine-Laurent de Lavoisier (1743-1794)Dmitrij Mendeleev (1834-1907)



Elementi e composti



Atomi e struttura atomica

Atomo: la più piccola porzione di un elemento che

ne conserva le proprietà

L’atomo è costituito da particelle subatomiche

da elettroni che gli ruotano attorno



Un nucleo positivo

che occupa

solo il centro

dell’atomo...

…elettroni negativi che ruotano

attorno al nucleo

come pianeti...

Il numero di protoni ( numero

atomico ) caratterizza il tipo di

atomo, perché è da esso chedipende il numero degli elettroni

In chimica, contano

soprattutto gli elettroni :

sono loro che determinanoil comportamento degli atomi



Alcuni elementi presentano forme diverse di atomi e sono dette isotopi.

I vari isotopi contengono lo stesso numero di protoni e di elettroni ma un diverso

numero di neutroni.Ad esempio il C;il 12 e il 13 sono stabili ma il 14 non lo è.E’ definito radioattivo e il suo

nucleo decade spontaneamente, emettendo particelle nucleari ed energia.

Gli elettroni si dispongono su livelli chiamati gusci elettronici, la cui energia dipendedalla distanza dal nucleo.

Il guscio più interno può ospitare al massimo 2 elettroni, mentre i più esterni( almeno

nella maggior parte degli elementi) ne può contenere 8.

Sono gli elettroni dei gusci esterni che determinano le proprietà chimiche degli

elementi.



Molecole e formule chimiche

Molecola: insieme di atomi (uguali o differenti) unitimediante legami chimici

Molecola: la iù iccola arte di una sostanza che

ne conserva tutte le sue proprietà



I legami chimici

Gli atomi si legano tra di loro mediante forze dette

legami chimici

In questo modo gli atomi raggiungono una

s uaz one energe ca p s a e

Tipi di legami:

primari (tra atomi): ionico, covalente

secondari (tra molecole): ponte idrogeno, forze di Van derWaals



Si chiama legame chimico ciò che tiene unito un atomo ad un altro e si forma

sempre fra almeno due atomi.

Per indicare che due atomi sono legati, si interpone un trattino fra i lorosimboli (C-C, H-H, ecc).

Gli atomi formano legami chimici per raggiungere una configurazione

elettronica più stabile, generalmente la configurazione elettronica del gas

’, . ,

l’ottetto, non formano legami chimici.



L'ELETTRONEGATIVITA'

L'elettronegatività di un elemento esprime la sua

tendenza ad attirare gli elettroni di un altro atomocon cui interagisce

Possiamo osservare che l'elettronegatività

aumenta da sinistra verso destra lungo il periodo e dal basso verso l'alto

lungo il gruppo.



In questo caso, uno o più elettroni vengono “messi in comune” tra i due atomi.

Legami di questo tipo si chiamano

“covalenti”.

LEGAMI PRIMARI

Ecco l’esempio dell’acqua.

Un atomo che perde un elettrone

Si carica positivamente(ione positivo)

Mentre se lo acquista si carica negativamente(ione negativo).

Ioni positivi e negativi si attraggono formando un legame ionico.Esempio il cloruro di sodio.



Un legame ionico si forma fra atomi che hanno una forte differenza dielettronegatività (grandezza introdotta per confrontare rapidamente la forza con

cui ogni atomo tiene legati a sé i suoi elettroni), cioè la cui differenza dei valori dielettronegatività è superiore a 1,7.Esempio: NaCl

LEGAME IONICO

Un esempio di composto ionico è il cloruro di sodio (NaCl). Il sodio (Na) appartiene al Igruppo e, quindi, ha un solo elettrone (e-) esterno; la sua elettronegatività è 0.93, un

valore basso. Il cloro (Cl) appartiene al VII gruppo e ha, perciò, sette elettroni esterni;

la sua elettronegatività è 3.16, un valore alto. La differenza di elettronegatività (3.16 –

0.93 = 2.23) fra i due elementi supera il valore standard di 1.7, quindi fra i loro atomi si

forma un legame ionico e l’elettrone dell’atomo di sodio passa a quello di cloro.



1 – L’atomo di sodio perde il suo elettrone esterno e diventa uno ione positivo.

Na Na+ + e-

= Atomo di sodio(Na)

2 – L’atomo di cloro acquista l’elettrone perduto dal sodio e diventa ione negativo.

Cl + e- Cl-



• L’acqua è un composto di idrogeno H e ossigeno Oossigeno (1 atomo O pesa quanto 16 atomi H)

• ogni atomo di ossigeno è legato a 2 atomi di idrogenoa formare la molecola H2O

• I 3 atomi sono tenuti assieme da le ami covalenti

Caratteristiche chimiche dell’acqua

• i nuclei degli atomi O e H attirano gli stessi elettronima quello di O li attira con una forza maggiore!• La molecola H2O non presenta una carica elettrica,

ma la disomogenea distribuzione degli elettroni (−−−−)

attorno i nuclei (+) la rende polare

• La polarità della molecola H2O è alla base

delle eccezionali proprietà dell’acqua

O

HH

--

-- -

-

δ −−−−−−−−

δ+

-



Il legame covalente si forma fra atomi la cui differenza dei valori di

elettronegatività non è maggiore di 1,7. I due atomi mettono in comune un

elettrone ciascuno. Gli elettroni che vengono messi in comune sono elettronispaiati, cioè elettroni che si trovano isolati in un orbitale. Il legame covalente è il

legame chimico più forte

LEGAME COVALENTE

Nella molecola dell’acqua i legami O-H formano un angolo di 104,5°.

Siccome l’ossigeno è più elettronegativo dell’idrogeno, ciascuno dei due legami O-H è polare, con l’atomo di ossigeno parzialmente negativo e quello dell’idrogeno

parzialmente positivo



Il legame a idrogeno, o a ponte di idrogeno, è un legame che si forma fra molecole che

contengono un atomo di idrogeno legato ad un altro atomo più elettronegativo e di piccole

dimensioni.

L’atomo di idrogeno è parzialmente positivo, l’altro atomo è parzialmente negativo. Si

stabilisce allora un’attrazione elettrostatica fra l’atomo di idrogeno di una molecola e l’altro

’

LEGAME IDROGENO

.

elettronegativi e piccoli sono soltanto tre: quelli dell’azoto, dell’ossigeno e del fluoro. Quindi si

formano legami a idrogeno quando un atomo di idrogeno è legato a uno di questi tre atomi



L’acqua e il legame idrogeno

La molecola di acquaè polare→formazione di legami

idrogeno

Da questi legami

derivano le peculiaritàdell’acqua (ad es.“solvente universale”)

Nella molecola di acqua, l’atomo di ossigeno è parzialmente negativo, mentre i due atomi diidrogeno sono parzialmente positivi. Quando due molecole di acqua si avvicinano, si stabilisce

un’attrazione elettrostatica fra l’atomo di ossigeno di una di esse e uno degli atomi di idrogeno

dell’altra. Si forma così un legame a idrogeno fra le due molecole.



ESEMPI DI LEGAMI IDROGENO

Acido Desossiribonucleico



L’acqua forma strati di solvatazione intorno agli ioni.



Ecco come il sale, sostanza formata

da ioni di sodio e di cloro, si scioglie in

acqua: si formano legami tra gli ioni

e le molecole d’acqua.



La creatura ha i polpastrelli

ricoperti di peli, a loro volta

sfilacciati in milioni di filamenti.

Questi stabiliscono con la parete

dei legami chiamati di “Van der

Waals” e si tratta di legami

elettrici, individualmente

ciascuno sarebbe debolissimo

ma si sa, l'unione fa la forza. Per

Esempio di Forze di Van der Waals

staccare la zampetta il rettilenon fa altro che sollevare una

estremità e procedere come

quando si toglie un pezzo di

scotch.

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