Organismo autótrofos

Las plantas, las algas y muchas bacterias son organismos autótrofos capaces de elaborar su propia materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas, es decir, sintetizan nutrientes que toman del suelo o del aire y los transforman.Las plantas, por ejemplo, captan la energía luminosa proveniente del sol y las utilizan para sintetizar glucosa, principal molécula portadora de energía química.El proceso a través del cual plantas y las algas sintetizan moléculas orgánicas utilizando energía luminosa, se llama fotosíntesis.

Función de los nutrientes

Los seres vivos están formados por millones de células. Estas para crecer y reproducirse, necesitan de nuevos átonos y moléculas las que obtienen de los nutrientes. Los nutrientes son sustancias química que se encuentran en los alimentos y que los seres vivos obtienen de su entorno.En los seres vivos, los nutrientes cumplen diferentes funciones, entre ellas la función estructural y la función energética.
Función estructural: Hay nutrientes que son necesarios para la construcción de las estructuras dentro y fuera de la célula.Por ejemplo, la envoltura que limita a las células con el entorno es una estructura llamada membrana plasmática formada principalmente de proteínas y lípidos; y los huesos de nuestro esqueleto son estructuras formadas principalmente por proteínas y minerales de calcio.
Función energética: Todos los seres vivos necesitan de energía para desarrollar diferentes trabajos.Esta energía la obtienen del entorno,principalmente de la energía química contenida en las moléculas de los alimentos, luego la transforman en nuevas formas de energía como el movimiento y calor, que finalmente utilizan para realizar una actividad.La energía química es la energía contenida en las moléculas.

Nutrientes	Función	Alimento
Carbohidratos	Aportan energía las células	Azúcar,pan y pastas
Lipidos	Aportan gran cantidad de energía, pero siempre serán utilizados en primer lugar los carbohidratos	Grasas animales y aceites vegetales
Proteínas	Aportan elementos regadores para las células	Carnes y legumbres
Vitaminas	Regulan el funcionamiento de procesos químico en la célula (metabolismo)	Frutas y verduras
Minerales	Regulan el funcionamiento de las enzimas , moléculas que intervienen en los procesos químico.	Sal de mesa, frutas, verduras y leche
Agua	Tiene muchas funciones:es el solvente de la mayoría de las moléculas orgánicas y de las salas minerales.	Aporte del agua potable,también se puede obtener de frutas y verduras.

Características de los seres vivos

Existen características en todos los seres vivos,como el estar formados por células, reproducirse, desarrollarse y ser sistemas abiertos.


Están formados por células: Todos los seres vivos, como las plantas, animales, microorganismos y seres humanos, están formados de millones de células, por lo que son organismos multicelulares.gracias a las células los seres vivos pueden reproducirse, desarrollarse y responder a diferentes estímulos.


Se reproducen: La reproducción es el proceso a través del cual se generan nuevos individuos.Como todos los seres vivos están formados por células y estas a su vez se generan de otras células, la aparición de un nuevo individuo requiere del aporte de células de los padres. La célular es la unidad de origen.


La reproducción permite a la continuidad de las diferentes especies sobre la Tierra,a través de la descendencia.


Se desarrollan: Una de las transformaciones más importantes que ocurren en el desarrollo es el crecimiento.Los organismos pluricelulares crecen principalmente por el aumento en el número de células, en cambio, los organismos unicelulares lo hacen a través del aumento del tamaño de ellas.
El desarrollo es un conjunto de transformaciones que experimenta un ser vivo durante su vida; estos cambios están controlados por las propias células e influidos por el medio ambiente.


Son sistemas abiertos: Los seres vivos intercambian materia y energía con el entorno,El intercambio de materia permite obtener las moléculas con que las células construyen sus estructuras, en tanto que el intercambio de energía permite a las células desarrollar el trabajo que requieren para mantenerse vivas.

Todo ser vivo , además, tiene la capacidad de responder frente a los estímulos o cambios externos.A través de los sentidos se percata de lo que ocurre fuera del organismo, como: ruidos , olores o frío.

Moléculas de importancia para los seres vivos

Existen en la naturaleza tres tipos de moléculas que son de extraordinaria importancia para los seres vivos: los carbohidratos, las proteínas y los lípidos.

Carbohidratos o hidratos de carbono

Sus monómeros son los monosacáridos , estos se forman por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno.Al unirse forman inmensas moléculas llamadas polisacáridos:parte de la alimentación que consumimos está formada por almidón, un polímero presente en las plantas, y los diarios y el libro que lees, están formados por un tipo de carbohidrato llamado celulosa.Su función principal es aportarnos la energía necesaria para vivir, a través de los alimentos.


Las proteínas

Sus monómeros son los aminoácidos, moléculas formadas por átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno; algunos tienen además azufre.Al igual que los monosacáridos, los aminoácidos.Poseen diversas funciones, ya que forman parte de diferentes componentes de las células:algunos tienen un rol estructural, otros participan en la defensa del organismo contra agentes extraños y algunos transportan sustancias vitales para el organismo.


Lípidos o grasas

Los lípidos son macromóleculas constituidas de carbono, hidrógeno y oxígeno.Se forman cuando reacciona una molécula llamada ácido graso con una molécula de glicerol, por lo tanto, son polímeros.

Ejemplo de lípido son los aceites, como el aceite de comer.Esto no se disuelven en agua pero si lo hacen en otros solventes como el benceno. Los lípidos aportan el doble de energía que los carbohidratos a nuestro organismo, por lo que se dice que tienen una función de reserva energética.

Formación de iones

En la naturaleza existen muchos átomos que cuando se combinan con otros quedan eléctricamente cargados.En las interacciones entre átomos , en algunas ocasiones se producen transferencias de electrones.

Si el átomo neutro acepta uno o más electrones queda cargado negativamente.sto se debe a que el número de cargas negativas aumentó y es mayor que el número de cargas positivas.

Ahora, si el átomo neutro pierde uno o más electrones quedará cargado positivamente.Esto se debe a que el número de cargas positivas es mayor que el número de cargas negativas.

Los átomos con carga se denominan iones.Los iones:

• son átomos con carga ya sea positiva o negativa, debido a la pérdida o ganancia de electrones.
• solo se forman por una transferencia de electrones.Los neutrones y protones están dentro del núcleo , ellos quedan intactos.

Modelo atómico de Rutherford

En 1910, Ernest Rutherford, Hans Geiger, y Ernest Marsden decidieron probar la estructura de los átomos.

Utilizaron partículas alfa emitidas por una sustancia radiactiva que impactaran en delgadas láminas de oro.

Para sorpresa de los investigadores , encontraron que la mayoría de las partículas las atravesaban la lámina de oro sin ningún problema, como si esta no existiera, solo unas pocas partículas chocaban y desviaban un poco , las menos chocaban y se volvían hacia atrás.

Rutherford interpretó los resultados del experimento suponiendo que los átomos no eran esferas compactas de la materia porque las partículas alfa pasaban sin mayor dificultad, por lo tanto , la mayor parte de la materia debería estar concentrada en el centro del átomo, al que llamó núcleo.Planteó que en el núcleo se encontraban los protones y alrededor de él , los electrones.

El posterior descubrimiento del neutrón permitió completar el modelo atómico de Rutherford:

Características del átomo:

• Está formado por un núcleo y una envoltura.
• El tamaño del átomo es 10.000 veces más grandes que su núcleo.
• En un átomo neutro, el número de protones es igual al número de electrones.
• El número de protones es, en general , similar al de neutrones.

Características del núcleo:

• Se ubica en el centro del átomo y posee casi toda la masa del átomo.
• En él se encuentran los protones y los neutrones, que poseen una masa similar.
• Posee carga positiva debido a los protones, los neutrones no poseen carga.

Características de la envoltura:

• En ella están los electrones moviéndose a gran velocidad y a cierta distancia del núcleo.
• La masa de la envoltura es casi mil veces menor que la del núcleo.
• Posee carga negativa debida a los electrones.

Modelo de un átomo

Para comprender el pequeño mundo de los átomos, trabajaron muchos científicos, los cuales a través de sus resultados fueron proponiendo distintos modelos atómicos.





En 1897 Joseph Thompson, Observo en un tubo de descarga y con el paso de corriente eléctrica se producieron unos rayos dentro del tubo, los llamo rayos catódicos.





Experimentación demostró que eran haces de partículas con carga negativa o también llamados electrón.





Un electrón es una partícula de carga negativa que se encuentra en todos los átomos que forman la materia como es un componente del átomo se les llama también partículas subatómico.





Propuso un modelo de átomo, como una esfera compacta cargado positivament y en la cual se insertan los electrones con carga negativa, conocida como el budín de pasas.

A fines del siglo XIX, Eugen Goldstein siguió trabajando en el tubo de descarga, pero en esta ocasión hizo agujeros en el cátodo.COn esto pudo ver que, a través de estos orificios, aparecía un nuevo tipo de luz que viajaba en dirección contraria al haz de electrones. Se trataba de haces de partículas positivsa a las que llamó protones.

Un protón p+ es la partícula subatómica positiva presente en todos los átomos que conforman la materia.

Naturaleza eléctrica de la materia

Si frotas una regla de plástico con una tela o lana y lo acercas a tu pelo seco, los cabellos se levantaran.Esta propiedad se debe a la electrización por frotamiento.Existen materiales que al frotarlos se electrizan , es decir, se cargan de electricidad.

Desde el siglo VI a.c se sabia que a algunos materiales como ámbar, cuando se frotaba con un paño, podía atraer algunos objetos livianos,inclusos en algunos casos se repelían. A mediados del siglo XVIII Benjamín Franklin (1700-1749), un investigador estadounidense de los fenómenos eléctricos , establece los términos de carga positiva y negativa.

Así demostró que cuando se acercan 2 cuerpos con cargas de diferentes signos , se atrae , en cambio si ambos cuerpos tienen el mismo signo , se produce una repulsión entre ellos.

Al frotar 2 cuerpos se produce una transferencia de cargas eléctricas entre ellas:

El cuerpo que pierde cargas negativas, queda marcado positivamente.

El cuerpo que gana cargas negativas, queda cargado negativamente.


Estas simples observaciones nos muestran que los fenómenos eléctricos hay fuerzas de atracción las interacciones de las cargas eléctricas forman la base para comprender la naturaleza eléctrica de la materia.

Formación de moléculas

toda la diversidad de sustancias que observamos a nuestro alrededor, como las sustancias sólidas, líquidas y gasesosas, son el resultado de la combinación de átomos.
Existen fuerzas de atracción entre los átomos que les permiten mantenerse unidos, y así formar agrupaciones permanentes. A estas uniones entre átomos, o también iones, se les llama enlaces químicos.

Cuando los átomos se unen mediante enlaces químicos se agrupan formando moléculas o redes cristalinas.Una molécula es una agrupación que se forma cuando dos o más átomos iguales o diferentes se unen. Contiene una cantidad fija de átomos.
Cada átomo tienen una capacidad propia para unirse a otro átomo y así construir moléculas .Hay alghunos que se agrupan estableciendo no más de una o dos uniones, mientras otros lo hacen a través de muchas uniones o enlaces.

Para representar las moléculas se utilizan los modelos moleculares en los que cada esfera de color simboliza un átomo en particular. Algunos ejemplos son:

Elementos y compuestos químicos

Sabemos que los átomos, los iones y las moléculas son las unidades básicas que forman la materia que nos rodea.Cada tipo de materia se caracteriza por su composición química la cual se refiere a la identificación y a la cantidad de las diferentes unidades que la componen.Cuando la materia está formada por un solo tipo de unidades, hablamos de sustancia.

Existen sustancias que no pueden descomponerse en otros componentes más simples, estas se denominan elementos. Pero existen otras, que por medio de diferentes procedimientos, pueden separarse en componentes distintos , a estas se les llama compuestos.

Cuando dos o más elementos se combinan para formar un compuesto, pierden las propiedades que lo caracterizan. Es el caso de la sal común (NaCl), cuyo elementos constituitivos con el sodio y el cloro.El sodio es un metal que arde espontaneamente cuando se deja al airte y el cloro es un gas extremadamente corrosivo y venenoso.

Los elementos químicos:

• Están formados siempre por átomos de la misma clase, con igual número de protones y de electrones.por esta razón habrá tantos tipos de elementos químicos como átomos existan.
• No pueden ser descompuestos en otras sustancias más simples.
• Se representan con los símbolos químicos de los átomos constituitivos.
• Cada uno de ñlos elementos presenta propiedades físicas y quimicas específicas.
• La mayoría son sólidos, 11 son gases y solo 2 son líquidos.
• Muchos elementos químicos tienen gran importancia en nuestra vida.
• Algunos ejemplos son:Carbono,hidrógeno, oxígeno, cloro y sodio.

Los compuestos químicos:

• Resultan de la unión de dos o más elementos químicos, combinados en cantidades exactas y fijas a través e enlaces químicos.
• Se pueden separar en sus componentes por diferentes procedimientos.
• Se representan por formulas que corresponden a dos o más símbolos de los elementos que los componen,indicando la proporción en que están combinados.Por ejemplo, el agua ,H2O,2 átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.
• Presentan propiedades muy diferentes a las de cada elemento que lo constituye.
• El número de compuestos químicos conocidos sobrepasa con facilidad los 6 millones y cada día se elaboran miles de nuevos compuestos.
• Algunos ejemplos son:dióxido de carbono (Co2), metano (CH4), cloruro de sodio (Nacl)

Las Macromoléculas

Al igual que muchas sustancias, los seres vivos también están formados por moléculas, principalmente por aquellas que contienen los elementos químicos carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N). Pero existe un elemnto que es clave en la formación de moléculas que forman la materia de los seres vivos, este elemento es el carbono.

El carbono tiene la propiedad de unirse con otros átomos de carbono para forma larga cadenas, a las cuales pueden sumarse átomos de hidrógeno, oxígeno o nitrógeno.Como las combinaciones posibles entre estos átomos son infinitas, pueden llegar a formar grandes moléculas llamadas macromoléculas.Las macromoléculas poseen propiedades características y son moléculas de gran tamaño formadas por millones de moléculas más pequeñas.

Ahora, si las moléculas que se unen son siempre de la misma clase, se llaman monómeros y las macromoléculas que estos se forman, se denomina polímeros.Los polímeros son macromoléculas formadas por millones de monómeros.Cada monómero se forma de una combinación particular de átomos diferentes.Para formar un polímero se necesitan a lo menos 10 unidades básicas de monómeros.Es muy importante mencionar que existen los polímeros naturales, como el algodón, y los polímeros sintéticos, como la poliamida.Conozcamos algunas de sus semejanzas y diferencias.


Polímeros naturales

Son los que proceden de los seres vivos.
Están formados por monómeros que se repiten a lo largo de toda la cadena.
Algunos de ellos cumplen funciones biológicas muy importantes en los seres vivos.

Ejemplos son: algodón,seda, caucho,almidón(carbohidrato) y ovoalbúmina contenida en la clara de huevo (proteína).


Polímeros sintéticos

Son creados por el ser humano en las industrias o laboratorios.
Se crean a partir de los conocimientos que se tienen de los polímeros naturales, como son:las características y la forma en que se unen sus monómeros.
Están formados pro monómeros que se repiten a lo largo de toda la cadena.

Ejemplos son:el polietileno de los envases o bolsas, el poliuretano de las zapatillas entre otros.

Relación entre presión y volumen de un gas

Para explicar este hecho se recurre a la teoría cinética de los gases: en el primer caso las moléculas están moviendose y chocando entre ellas y contra las paredes en el espacio que se encuentran. Cada uno de estos choques ejerce una fuerza contra las paredes. La suma de todos los choques se manifiesta como la presión del gas.esto se puede observar cuando se realiza una jeringa , mientras menos espacio tenga mayor sera la presión.

La presión Atmósferica

Es la fuerza que el peso del aire ejerce sobre una unida de superficie terrestre.El valor de la presión atmosférica la determino Evangelista Torricelli (1608-1682). Torricelli realizo el siguiente experimento:Un tubo de vidrio de un metro de longitud cerrado por uno de sus extremos y lo introdujo por su extremo abierto en una cubeta que también contenía mercurio.

El mercurio se situó exactamente a 760 milímetro. esta posición se alcanza cuando ambas fuerzas sustancias se igualan, es decir, la presión atmosférica es igual al peso de la columna de mercurio.

El instrumento que se usa para medir la presión atmosférica se llama Barómetro. A continuación conozcasmos algunas características de la atmósfera:

• La presión atmosférica varía con la altura. A mayor altura, el aire es menos denso es decir, hay una menor cantidad de moléculas por unidad de volumen. Por lo mismo la presión ejercida también es menor.En las capas interiores de la atmósfera, el aire es mas denso en consecuencia mas pesado porque la presión atmosférica es mayor.

• La presión atmosférica se ejerce en todas direcciones. Aunque el aire es liviano, posee el peso suficiente para ejercer una gran presión sobre la superficie terrestre y sobre los cuerpos inmersos en el, en todas las direcciones y sentidos del espacio.

• Importancia de la atmósfera. Los gases presentes en el aire se encuentran en constantes movimientos, formando los vientos que a su vez dan origen a olas y a corrientes marinas; al mismo tiempo, distribuyen la humedad en forma de precipitaciones dispersa en el polen y las semillas de las plantas, y hacen posible que los suelos se mantengan fertiles.

La Presión

Algunos conceptos de la fuerza son:
Fuerza (f) es la acción que un cuerpo ejerce sobre otro.
Todo cuerpo tiene un peso que es la fuerza con que la tierra la atrae.
Una fuerza , al actuar sobre un cuerpo, puede producir deformaciones.La presión en cambio se puede expresar como:

P = F
A

La presión que ejerce un gas es una medida de la fuerza que aplica las partículas gaseosas,sobre una determinada superficie ( área ) del recipiente en que se encuentra. Para medir la presión de un gas dentro de un recipiente se utiliza un instrumento llamado Manómetro. Las unidades que se expresa la presión son: Milímetros de mercurio (mm de Hg), Torricellis (Torr), atmósferas (atm), milibares (mb), pascales (pa) y las equivalencias entre ellas son:

760 mm de Hg = 760 Torr = 1 Atm = 0,001 Mb = 101.300 Pa

Propiedades de los gases

Cuando hay un gas encerrado en un recipiente, como un globo, hasta una pequeña abertura para que el gas pueda salir, se dice entonces que los gases tienen la capacidad de fluir. La fluidez es la propiedad que tiene un gas para ocupar todo el espacio disponible debido a que, practicamente no posee fuerza de unión entre sus moléculas.Los gases tienen además la capacidad de difusión, es decir, cuando se produce una emanación de gas en un punto especifico, por ejemplo, un escape de gas desde un balón, este tiende a ocupar todo el espacio donde se encuentra mezclandose con el aire. La difusión es la propiedad por la cual un gas se mezcla con otro debido al movimiento de sus moléculas.Otra propiedad característica de los gases es su capacidad para ser comprimidos. La compresión es la disminución del volumen de un gas porque sus moléculas se acercan entre si, debido a la presión aplicada.Los gases también ponen resistencia al movimiento de los cuerpos. esta propiedad se debe a una fuerza llamada roce.El roce dependerá del área de la superficie de contacto y de la velocidad con que se mueve por el aire, las partículas gaseosas chocan contra este, generando roce.

Los gases

Si se desea hacer un estudio de los gases hay que considerar algunos inconvenientes, por ejemplo: no se ven, algunos de ellos no tienen olor y son extremadamente livianos. Por ello, los filósofos griegos llegaron a pensar que no eran materia.Para entender como es un gas, es útil emplear un modelo que sirva para explicar sus propiedades. Recordemos que un modelo científico se basa en resultados experimentales y en su interpretación, lo que nos ayuda a emplear nuestra visión y conocer lo que no es perceptible por nuestros ojos.El modelo que explica el comportamiento de los gases se llama teoría cinética molecular de los gases.

Esta teoría plantea los siguientes conceptos:

• Los gases están formados por partículas (átomos o moléculas).
• Las partículas de estos gases, en condiciones ambientales, se encuentran a grandes distancias entre ellas.
• Las partículas están en constantes movimiento, chocando entre ellas y contra las paredes del recipiente en que se encuentran.
• Entre sus partículas no existen fuerzas de atracción o repulsión.
• Un aumento de la temperatura de un gas aumenta también la velocidad a la que se mueven las partículas.
• La presión que ejerce un gas se debe a los choques de las partículas sobre las paredes del recipiente en que se encuentra.