Biochimica/Chimica introduzione

Biochimica

Struttura atomica e rappresentazione di Bohr

I protoni e i neutroni si trovano nel nucleo dell'atomo, mentre l'elettrone gira attorno al nucleo su orbite (o shell) o livelli energetici, rappresentati con lettere: K (max 2 elettroni), L (max 8), M (max 18), N. Questa è la rappresentazione di Bohr.

Sull'orbita più esterna ci sono gli elettroni di valenza e la shell occupata è quella di valenza. Gli elementi con la shell più esterna completa sono stabili (2, 8, 18, ecc). Il numero di protoni è uguale al numero di elettroni. Gli orbitali (o shell) hanno sottolivelli (orbitali): s, p, d, f (per semplificare).

Configurazione elettronica

Per arrivare prima alla configurazione dello zolfo, sulla prima riga del blocco s ci sono 2 elementi (1S²), sulla seconda riga dell's ci sono 2 elementi (2S²), sulla seconda riga del blocco p ci sono 5 elementi (2P⁶), sulla terza riga del blocco s ci sono 2 elementi (3S²), sulla terza riga del blocco p per arrivare allo zolfo abbiamo 4 elementi (3P⁴): 1s, 2s, 2p, 3s, 3p (il blocco d torna indietro di uno, invece di essere alla quarta riga è alla terza), ecc.

Legami chimici

Gli atomi formano molecole, legate tramite legami:

• Covalenti: vengono messi in condivisione gli elettroni dei rispettivi atomi.
• Ionico: un atomo cede un elettrone all'altro.

Il raggiungimento della configurazione ad energia minore spinge gli atomi a legarsi, raggiungendo uno stato stabile noto come ottetto nella shell più esterna.

Valenza ed elettronegatività

Valenza: capacità che un elemento ha nel combinarsi con altri elementi (dare o ricevere elettroni per raggiungere l'ottetto). L'idrogeno, per l'ottetto, ha bisogno di 1 elettrone e ha valenza 1; l'ossigeno, per l'ottetto (ha nella shell esterna 6 elettroni), ha bisogno di 2 elettroni e ha valenza 2, ecc.

Elettronegatività: tendenza di un atomo ad attrarre o a condividere elettroni. L'ossigeno ha elettronegatività maggiore di tutti tranne il fluoro; se si lega con altri elementi attrae elettroni (n. ossidazione -1), se si lega con il fluoro (n. ossidazione +1) invece attrae l'elettrone.

Polarità delle molecole

In chimica, la polarità è una proprietà delle molecole per cui una molecola presenta una carica parziale positiva su una parte e una carica parziale negativa sulla parte opposta di essa. Le molecole che non presentano il fenomeno della polarità sono dette apolari o non polari.

Tipi di legame covalente

• Puro: atomi aventi la stessa elettronegatività, ad esempio H-H, O=O, ecc.
• Polare: elettronegatività diversa, inferiore a 1,7.

Legame ionico e legame idrogeno

Il legame ionico si verifica quando l'elettronegatività è diversa e maggiore o uguale a 1,7, con la nube elettronica assorbita da un atomo. Il legame idrogeno è un legame debole e non covalente.

Fattori che influenzano le reazioni chimiche

Per far avvenire una reazione, le molecole dei reagenti devono reagire tramite urti che richiedono energia, chiamata energia di attivazione. Fattori come la temperatura, i catalizzatori e la concentrazione dei reagenti aumentano la velocità di reazione.