QUÍMICA DEL CARBONO

Todos somos carbono y el carbono es casi ubicuo en nuestras vidas. Todos plantas y animales vivos, estamos formados de compuestos orgánicos complejos en los que el carbono se combina con hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros elementos. Y los vestigios de plantas y animales vivos forman depósitos: de petróleo, asfalto y betún. Carbono somos. Los depósitos de gas natural contienen compuestos formados por carbono e hidrógeno.

La química define el carbono como un elemento único porque forma un número de compuestos mayor que la suma total de todos los otros elementos combinados. Así, se conoce un mínimo de un millón de compuestos orgánicos - de carbono e hidrógeno; pero es un dato inexacto porque crece en número cada año. Es tan versátil el carbono que también parte de los compuestos llamados inorgánicos.

El carbono y sus compuestos se encuentran distribuidos ampliamente en la naturaleza: constituye el 0.032% de la corteza terrestre y está presente en la atmósfera en un 0.03% por volumen como dióxido de carbono.

El elemento en estado libre tiene muchos usos, que incluye desde las aplicaciones ornamentales del diamante en joyería hasta el pigmento negro de humo en llantas de automóvil y tintas de imprenta. Otra forma del carbono, el grafito, se utiliza para crisoles de alta temperatura, electrodos de celda seca y de arco de luz, como puntillas de lápiz y como lubricante. Otra forma , el llamado carbón vegetal, se utiliza como absorbente de gases y agente decolorante.

A continuación revisa los siguientes vídeos educativos y material digital para comprender la importancia del carbono en nuestras vidas.

Material digital, haga click aquí

Actividad: Diseña un collage sobre las aplicaciones del carbono.

REACCIONES QUIMICAS

En el quehacer diario nos enfrentamos con reacciones químicas a cada momento: al encender un fósforo para cocinar, en la digestión de nuestro alimentos, al encender el motor del autobús que nos conduce de un lugar a otro, en la fotosíntesis de las plantas. Las reacciones químicas se producen a cada momento del día.

Sorprendentemente, a cada instante las células del cuerpo reaccionan químicamente, transformando glucosas y liberando dióxido de carbono y vapor de agua, que exhalas al respirar.

Para una mejor de comprensión del tema ingresa al siguiente enlace, haga click aquí.

BALANCEO DE ECUACIONES QUÍMICAS
Una ecuación química está balanceada cuando la cantidad de átomos de los reactantes es igual a la de los productos, debido a que la materia no se crea ni se destruye,sólo se transforma (Ley de Lavoisier).

Los métodos para balancear ecuaciones químicas son los siguientes:

a) Simple inspección o tanteo.- Consiste en tantear los coeficientes de la ecuación; se realiza en ecuaciones sencillas. Es recomendable empezar igualando primero los elementos metálicos, no metálicos, hidrógeno y finalmente el oxígeno. Revisa el siguiente vídeo:

b) Coeficientes indeterminados o algebraicos.- Utiliza un proceso matemático que consiste en asignar coeficientes a cada uno de los reactivos y productos, luego crear ecuaciones en función de la cantidad de átomos que al resolverlas determinan los valores de los coeficientes. Revisa el siguiente vídeo:

c) Número de oxidación (REDOX).- Se basa en el cambio del estado de oxidación que experimentan algunos elementos dentro de una reacción química. Es decir consiste en determinar los elementos que se reducen y se oxidan. Revisar el siguiente vídeo:

c) Ión electrón.- Es aplicable a la reacción REDOX donde el agente oxidante y reductor se encuentran en soluciones y la reacción se produce según el medio en que se encuentran ya sea ácido, básico o neutro. Revisar el siguiente vídeo:

Estimado estudiante estos videos tutoriales te permitirán un buen desempeño en el desarrollo de los ejercicios a plantearse en clase y para casa.

CICLO CELULAR

Las células del cuerpo se dividen constantemente para reemplazar aquellas que se dañan. Antes de que cada célula se divida para crear otras nuevas, proceso conocido como mitosis, o para formar óvulos o espermatozoides, proceso llamado meiosis, el ADN (ácido desoxirribonucleico) incluido en cada una de ellas debe copiarse o replicarse. Este proceso se debe a que las hebras de ADN pueden abrirse y separarse. Durante el desarrollo del tema comprenderemos que todos los organismos vivos utilizan la división celular como un mecanismo de reproducción o como dispositivo de crecimiento.

Estimado alumno revisa el siguientes maravilloso vídeo para comprender éste importante tema, además desarrolla la actividad interactiva ingresando a la siguiente dirección electrónica, clic aquí 

Finalizado la visualización del vídeo desarrolla la siguiente actividad:

-Elabora en tu cuaderno un organizador visual describiendo todos los procesos del ciclo celular. 

También puedes revisar los siguientes vídeos para una comprensión amplia del tema.

LA ACTIVIDAD FOTOSINTÉTICA

La fotosíntesis es el proceso que realizan todas las plantas, las algas y las cianobacterias para producir sus propios nutrientes. Por esta razón, a estos organismos se les llama autótrofos fotosintéticos.

La fotosíntesis es uno de los procesos biológicos mas importante, ofrece los nutrientes a las plantas  y provee oxígeno para la respiración. El oxígeno es el elemento más abundante de la Tierra, está presente en el agua, aire y suelo terrestre; es vital para la mayor parte de los seres vivos que habitan el planeta. Sin este gas no seríamos capaces de respirar y moriríamos muy rápidamente, además, la vida sería muy diferente a como la conocemos. Pero ¿de dónde proviene el oxígeno? ¿cómo se forma? ¿se acabará? ¿cómo las plantas forman el oxígeno?

Para responder a estas y otras interrogantes observa el siguiente video educativo sobre el tema a estudiar.

Finalizado la visualización del vídeo desarrolla la siguiente actividad:

Elabora en tu cuaderno un organizador visual describiendo todos los procesos de la fotosíntesis. 

RESPIRACIÓN CELULAR

El proceso por el cual las células degradan las moléculas de alimento para obtener energía recibe el nombre de RESPIRACIÓN CELULAR.

La respiración celular es una reacción exergónica, donde parte de la energía contenida en las moléculas de alimento es utilizada por la célula para sintetizar ATP. Decimos parte de la energía porque no toda es utilizada, sino que una parte se pierde.

Aproximadamente el 40% de la energía libre emitida por la oxidación de la glucosa se conserva en forma de ATP. Cerca del 75% de la energía de la nafta se pierde como calor de un auto; solo el 25% se convierte en formas útiles de energía. La célula es mucho más eficiente.

La respiración celular es una combustión biológica y puede compararse con la combustión de carbón, bencina, leña. En ambos casos moléculas ricas en energía son degradadas a moléculas más sencillas con la consiguiente liberación de energía.

Tanto la respiración como la combustión son reacciones exergónicas.

Sin embargo existen importantes diferencias entre ambos procesos. En primer lugar la combustión es un fenómeno incontrolado en el que todos los enlaces químicos se rompen al mismo tiempo y liberan la energía en forma súbita; por el contrarío la respiración es la degradación del alimento con la liberación paulatina de energía. Este control está ejercido por enzimas específicas.

En segundo lugar la combustión produce calor y algo de luz. Este proceso transforma energía química en calórica y luminosa. En cambio la energía liberada durante la respiración es utilizada fundamentalmente para la formación de nuevos enlaces químicos (ATP).

La respiración celular puede ser considerada como una serie de reacciones de óxido-reducción en las cuales las moléculas combustibles son paulatinamente oxidadas y degradadas liberando energía. Los protones perdidos por el alimento son captados por coenzímas.

La respiración ocurre en distintas estructuras celulares. La primera de ellas es la glucólisis que ocurre en el citoplasma. La segunda etapa dependerá de la presencia o ausencia de O2 en el medio, determinando en el primer caso la respiración aeróbica (ocurre en las mitocondrias), y en el segundo caso la respiración anaeróbica o fermentación (ocurre en el citoplasma).

Estimado estudiante revisa el vídeo educativo propuesto para comprender y valorar este proceso bioquimico importante para nuestra vida.

Finalizado la visualización del vídeo desarrolla la siguiente actividad:

Elabora en tu cuaderno un organizador visual describiendo todos los procesos de la respiración celular. 

LLUVIA ACIDA

Estimado estudiante revisa el vídeo educativo sobre la lluvia ácida para luego desarrollar las actividades propuestas en tu cuaderno. 

- Elabora un organizador visual sobre el tema.

- Redacta un ensayo sobre el impacto ambiental de la lluvia ácida.

FUNCIONES QUÍMICAS INORGÁNICAS

La naturaleza nos proporciona compuestos inorgánicos que son esenciales para los seres vivos. Las plantas absorben sales inorgánicas del suelo, como los micronutrientes (Cu, B, Fe, Mn, Zn, N, P, Ca, Mg) que cumplen diversas funciones en los organismos. Los animales al alimentarse de vegetales incorporan compuestos inorgánicos importantes para su nutrición.

El ser humano no es una excepción. Los compuestos inorgánicos cumplen diversas funciones, y si hay carencia de ellos, es necesario reponerlos para mantener la salud. Así, por ejemplo, el cloruro de calcio es utilizado como medicamento en aficciones ligadas a la deficiencia de calcio que puede originar raquitismo o el mal funcionamiento del sistema nervioso; los suplementos de hierro o alimentos ricos en él sirven para evitar la anemia; las sales rehidratantes o sueros - que incluyen cloruro de sodio, cloruro de potasio y bicarbonato de sodio, junto con el agua, ayudan a recuperar rápidamente a una persona en estado de deshidratación. Estos compuestos, y otros que aporten los diversos nutrientes inorgánicos, deben ser asimilados a través de una dieta saludable para el buen funcionamiento de nuestro cuerpo.

A continuación revisa el siguiente material sobre cada una de las funciones químicas inorgánicas, importante para el trabajo en el aula. Acceder aquí

Responde correctamente en tu cuaderno de trabajo las siguientes preguntas:

• ¿Qué es un compuesto inorgánico?
• ¿Qué tipos de compuestos inorgánicos conoces? Menciona algunos ejemplos.
• ¿Por qué son importantes los compuestos inorgánicos? ¿Qué usos tienen en la industria?

MEMBRANA PLASMÁTICA

Las células están separadas del medio que las rodea por una delgada lámina denominada membrana plasmática, que define los límites de las mismas.

Hace 3700 millones de años, la formación espontánea de una estructura similar a la membrana plasmática de las células actuales permitió aparición de los primeros seres vivos. Sin esta barrera protectora, las células estarían expuestas a los rigores del mundo externo, no podrían regular su medio interno y, en consecuencia, no serian viables. La membrana plasmática no aísla a la célula completamente sino que constituye una barrera altamente selectiva, que tiene la propiedad de regular el intercambio de materiales entre la célula y el medio que la rodea.

La membrana es una estructura muy delgada: sólo tiene un espesor de 6 a 10 nm (1nm=10^-9m). Por lo tanto, se necesitarían mil membranas plasmáticas apiladas, una sobre otra, para igualar el espesor de esta hoja de papel. Precisamente debido a su delgadez, cuando se examina una célula al microscopio óptico convencional, puede observarse sin dificultad el interior de la misma; en el mejor de los casos podrá apreciarse el contorno de la membrana, pero nunca podrá distinguirse su ultraestructura. Recién las primeras microfotografías al microscopio electrónico demostraron que la ultraestructura las membranas era siempre la misma. Esta estructura se denominó unidad de membrana y la misma no sólo es válida para la membrana plasmática, sino para casi todas las membranas celulares.

A continuación revisa los siguientes videos educativos sobre el tema para una mejor comprensión. 

Actividad: Elabora en tu cuaderno un organizador gráfico sobre transporte celular.

CÉLULAS PROCARIOTAS Vs. CÉLULAS EUCARIOTAS

Las células pueden considerarse sistemas formados por diferentes componentes con funciones especificas, que interactuan entre sí y mantienen el funcionamiento y la estructura celular. Son dinámicas y tienen una forma especial que se relaciona con la función que desempeñan en el organismo.

A pesar de su similitud, existen criterios que permiten clasificarlas en diferentes grupos. Uno de estos criterios considera la presencia de un núcleo o no; es decir, un sector delimitado por una membrana, donde se ubica el material genético de la célula.

Las células que carecen de núcleo se denominan procariotas y aquellas que si lo tienen se llaman eucariotas.

Para una mejor comprensión sobre las características comunes y diferentes entre las células procariotas y eucariotas, revisa los siguientes vídeos educativos, luego elabora un cuadro comparativo y grafica cada tipo celular.

ENERGÍA NUCLEAR

Gracias al trabajo responsable y dedicado de muchos hombres y mujeres, actualmente se cuenta con una gran cantidad de conocimientos sobre la estructura de la materia. Ello ha permitido que la Química se desarrolle de una manera increíble. En sus investigaciones, tanto físicos como químicos descubrieron la enorme cantidad de energía disponible en los núcleos atómicos y empezaron a trabajar en sus aplicaciones. Algunas de ellas, como las armas nucleares , tienen efectos nefastos, pero otras son beneficiosas. Por ejemplo, ayudan a curar enfermedades como el cáncer y son una importante fuente de energía para mover maquinas y vehículos y generar electricidad.

Estimado estudiante es importante conocer y valorar el aporte positivo de la energía nuclear en nuestras vidas. A continuación revisa el siguiente material audiovisual sobre el tema y desarrolla las preguntas planteadas en clase.

TEORÍA DEL ENLACE QUÍMICO

La materia, a excepción de casos muy raros, no se desintegra espontáneamente. Lo evitan fuerzas que actúan entre los átomos y entre las moléculas de los compuestos. A través de las reacciones químicas, los átomos tienden a llegar a estados más estables con menores niveles de energía o potencial químico. Lo átomos reaccionan químicamente perdiendo, ganando o compartiendo electrones. Surgen así, fuerzas por interacciones de transferencia y distribución de electrones. A las fuerzas que mantienen unidos a los átomos en los distintos compuestos y a las moléculas entre sí se les llama ENLACES QUÍMICOS.

Para una mejor comprensión de este maravilloso tema revisa los siguientes vídeos educativos.

BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS

Los principios básicos de la organización química de las células esta dada por las macromoléculas biológicas que se agrupan en cuatro grandes clases: Glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

Estos polímeros tienen elevada masa molecular, por lo que se llaman macromoléculas. Se forman a partir de moléculas mas simples, iguales o diferentes, que se unen mediante polimerización.

A continuación revisa los siguientes vídeos educativos sobre cada una de las macromoléculas básicas para la vida. El producto a desarrollar por cada estudiante es un organizador visual sobre la información de contenida en cada vídeo.

NÚMEROS CUÁNTICOS Y CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

En 1926, Erwing Schrödinger describió la estructura electrónica en base a los conceptos de De Broglie. Desarrollo una ecuación matemática para calcular la energía de los electrones y la "probabilidad de encontrar al electrón en una región espacial llamada orbital". La solución de la ecuación de Schrödinger da origen a cuatro tipos de valores llamados números cuánticos. Estos números proporcionan una mejor descripción de la estructura electrónica de los átomos.

La configuración electrónica expresa la distribución de los electrones en la nube electrónica, indicando los niveles, subniveles y orbitales.

El características químicas de los diferentes átomos se debe al comportamiento electrónico (números cuánticos y configuración electrónica).

A continuación revisa el siguiente vídeo para una mejor comprensión del tema.

EVOLUCIÓN BIOLOGICA

En su más amplia y general acepción, la evolución es el fenómeno de sucesión y transformación de todas las cosas en el tiempo. No obstante, el concepto de evolución suele restringirse a los seres vivientes y, en este sentido, podemos definirla como el desarrollo y perfeccionamiento de la organización vital de las especies, que les permite una mejor adaptación e, incluso, su intervención sobre el medio ambiente, independientemente de los cambios que en él se operan.

Fue el célebre naturalista inglés Charles Darwin (1809-1882) el más notable de los primeros que le dieron forma y explicación científica al fenómeno de la evolución.

A continuación haz click aquí en la siguiente dirección electrónica, revisa el material y luego desarrolla las preguntas planteadas (1 - 15).

Además te sugiero revisar los siguientes documentos en formato PDF para una mejor comprensión y valoración de la evolución de la vida:
 - La evolución de los seres vivos. Click aquí
 - Vida de Charles Darwin. Click aquí