Composizione chimica della materia vivente

LEGAME COVALENTE POLARE

Avviene tra atomi con ELETTRONEGATIVITA' diversa,cioè tra atomi che hanno nuclei di diversa grandezza e quello

più grande tende ad attrarre a se gli elettroni.

H2O (ACQUA) L'ossigeno attrae tutti gli elettroni a se avendo il nucleo più grande.

La molecola risultante avrà quindi una distribuzione asimmetrica degli elettroni dove attorno all'ossigeno ci sarà più

carica negativa mentre attorno all'idrogeno ci sarà più carica positiva.

LEGAME IONICO

Avviene tra atomi con opposta carica,cioè un elemento (o atomo) tende a raggiungere la massima stabilità interagendo

con altri per completare l'ultimo guscio. Attraverso l'attrazione elettrostatica uno cede l'elettrone e l'altro lo acquista.

SODIO = 11 PROTONI,11 ELETTRONI - 3° guscio: 1

CLORO = 17 PROTONI,17 ELETTRONI - 3° guscio: 7

Il Sodio cede l'elettrone al cloro e diventa carica (+) (CATIONI)

Il cloro acquista l'elettrone e diventa carica (-) (ANIONI)

(+) e (-) si attraggono e formano un legame ionico.

*CONDENSAZIONE: cioè l'eliminazione di una molecola d'acqua e la formazione di legami a idrogeno forti

LEGAME A IDROGENO (DEBOLE)

Avviene tra un atomo con una parziale carica negativa e un atomo di idrogeno legato covalentemente all'ossigeno (o a

un altra molecola 'grande').

Le molecole d'acqua interagiscono tra di loro dando origine a legami a idrogeno.

Questi possono formarsi e rompersi rapidamente.

FORZE DÌ VAN DEER WAALS (DEBOLI)

Avvengono tra molecole apolari. Gli elettroni,che sono in costante movimento,possono disporsi in modo asimmetrico

rispetto al nucleo e quindi concentrarsi in un solo lato,formando così un dipolo istantaneo. Questo a sua volta provoca la

formazione di dipoli anche nelle molecole vicine e tra tutti i dipoli formati si esercitano delle forze di

attrazione chiamate appunto forze di London.

L'ACQUA

Proprietà:

1. FORZA DÌ COESIONE.

Le molecole d'acqua grazie ai legami a idrogeno hanno la tendenza ad attaccarsi tra di loro (forza coesiva).

Ogni molecola d'acqua può infatti formare legami a idrogeno con 4 molecole. Se quindi 'porto via' una

molecola d'acqua,ne trascinerò con me altre quattro,ognuna attaccata ad altre quattro. E cosi via. Riescono così

a formare colonne d'acqua e ad aderire alle strutture.

2. TENSIONE SUPERFICIALE.

L'acqua ha un alto grado di resistenza alla penetrazione grazie alle coesione delle sue molecole. Le

molecole,soprattutto quelle in superficie,si attraggono formando uno strato molto resistente. Per penetrare in

una massa d'acqua un oggetto deve quindi rompere tanti legami a idrogeno. La loro forza consiste infatti nel

numero di legami,non nella forza del singolo.

3. ELEVATO CALORE DÌ EVAPORAZIONE.

L'acqua ha un elevato calore di evaporazione poichè le molecole sono tenute insieme da legami a idrogeno e la

quantità di energia per rompere tutti i legami e far evaporare l'acqua è superiore rispetto ad altri liquidi.

4. ELEVATA CAPACITA' TERMICA.

L'acqua può assorbire molto calore aumentando di poco la propria temperatura poichè il calore assorbito è

usato per rompere i legami a idrogeno.

5. ELEVATO PUNTO DÌ EBOLLIZIONE E FUSIONE.

A causa di elevati ponti a idrogeno si comporta come una molecola più grande. Bolle a 100° e Congela a 0°

6. DENSITA' DELL'ACQUA.

La densità cambia a seconda del suo stato. L'acqua è l'unica molecola in cui lo stato liquido è più denso di

quello solido. Allo stato liquido le molecole si muovono continuamente e liberamente. Allo stato solido invece

ogni molecola ha posizione fisse. Allo stato gassoso non esistono legami a idrogeno.

Ph: grado di acidità di una soluzione

Ph = 7 -> SOLUZIONE NEUTRA

Ph < 7 -> SOLUZIONE ACIDA

Ph > 7 -> SOLUZIONE BASICA

SOSTANZE IDROFILE

(amano l'acqua)(si sciolgono in acqua)

SOSTANZE IDROFOBE

(odiano l'acqua)(non si sciolgono in acqua)

MOLECOLE ANFIPATICHE

(hanno una porzione polare e una apolare)

7. L'ACQUA COME SOLVENTE.

IDROFILE: In una sostanza idrofila l'acqua circonda le molecole e quindi la sostanza si divide. (Ex. sale nel

bicchiere)

Una sostanza è solubile in acqua quando le interazioni stabilite con l'acqua sono più forti di quelle che si

instaurano tra le sostanze stesse.

IDROFOBE: Le molecole che odiano l'acqua si compattano il più possibile per limitare la superficie esposta

all'acqua. (Ex. olio nell'acqua)

MOLECOLE ANFIPATICHE: Sono molecole con una parte polare e una apolare

Immerse in acqua formano una struttura sferica per far in modo che le code idrofobe vanno verso l'interno e le

teste idrofile verso l'esterno.

Se invece si trovano in una situazione di aria/acqua,si dispongono con le teste rivolte verso l'acqua e le code

verso l'esterno a formare monostrati.

I COMPOSTI ORGANICI

Sono i composti in cui gli atomi di carbonio sono uniti tra loro da legami covalenti a formare lo scheletro delle

molecole. Nei composti inorganici il carbonio non è legato ad altri atomi di carbonio o di idrogeno.

LA VITA SI BASA SU 4 ELEMENTI

AZOTO -> Che è il componente fondamentale delle proteine

IDROGENO -> ACQUA

OSSIGENO -> ACQUA

CARBONIO -> Che è il costituente principale dello scheletro delle macromolecole (composti) organiche. Ha 4

elettroni di valenza e può formare 4 legami covalenti per completare il guscio.

Il carbonio è adatto a fare da scheletro poichè i legami CARBONIO - CARBONIO sono molto forti e quindi

difficili da rompere.

IDROCARBURI = Sono composti di idrogeno e carbonio

ISOMERI = Sono composti che hanno la stessa formula molecolare,ma strutture differenti e quindi proprietà

differenti. Stessa formula molecolare,ma "disposti" in modo diverso.

10 IDROGENO (H) 10 IDROGENO (H)

4 CARBONIO (C) 4 CARBONIO (C)

GRUPPI FUNZIONALI

Sono gruppi di atomi che impartiscono particolari proprietà chimiche ai composti che li contengono.

GRUPPO OSSIDRILICO R = OH (ossigeno,idrogeno) E' polare poiché l'ossigeno essendo

elettronegativo attira a se gli

elettroni del legame covalente

GRUPPO CARBONILICO O Ha un gruppo carbonilico alla fine

|| ALDEIDE dello scheletro carbonioso

R - C - H (R-CHO)

Atomo di carbonio che lega con un E' polare a causa

doppio legame covalente un atomo dell'elettronegatività dell'ossigeno

di ossigeno. Ha un gruppo carbonilico interno

(R-CO-R)

O

|| CHETONE

R - C - R

GRUPPO CARBOSSILICO R - COOH Sono costituenti essenziali degli

Acido,rilascia ioni H+ amminoacidi.

O

//

R - C Atomo di carbonio legato con un

\ doppio legame covalente ad un

O atomo di ossigeno e da un legame

\ covalente singolo a un altro atomo

H di ossigeno,che a sua volta lega un

atomo di idrogeno.

GRUPPO AMMINICO R - NH2 Sono componenti degli

Basico,accetta ioni H+ Atomo di azoto legato amminoacidi e degli acidi nucleici

covalentemente a 2 atomi di

idrogeno

GRUPPOO FOSFATO R - PO4H2 Sono costituenti degli acidi

Acido nucleici e di alcuni lipidi

LE MACROMOLECOLE

Molte macromolecole sono polimeri formati dall'unione di composti organici più piccoli (monomeri)

4 Principali: CARBOIDRATI - LIPIDI - PROTEINE - ACIDI NUCLEICI

CARBOIDRATI -> Contengono (C) (H) (O)

I carboidrati possono contenere: 1 sola unità di zuccheri = MONOSACCARIDI

2 unità di zuccheri = POLISACCARIDI

3 o più unità di zuccheri = DISACCARIDI

MONOSACCARIDI: Sono zuccheri semplici e contengono da 3 a 7 atomi di carbonio

Gruppo funzionale (C = O)

RIBOSIO - DESOSSIRIBOSIO -> Sono pentosi (5 atomi di carbonio) (Il ribosio ha un ossigeno in più)

Componenti degli acidi nucleici

GLUCOSIO - FRUTTOSIO - GALATTOSIO -> Sono esosi (6 atomi di carbonio)

Sono isomeri strutturali,hanno cioè formule molecolari uguali ma una diversa disposizione degli atomi.

Il GLUCOSIO (C H O ) è il monosaccaride più abbondante ed è utilizzato come fonte di energia. La sua

6 12 6

concentrazione viene mantenuta sempre costante nel sangue.

DISACCARIDI: Sono l'unione di due monosaccaridi legati tramite un legame glicosidico.

GLUCOSIO + GLUCOSIO = MALTOSIO

GLUCOSIO + FRUTTOSIO = SACCAROSIO

GLUCOSIO + GALATTOSIO = LATTOSIO

POLISACCARIDI: Formati dall'unione di più zuccheri. Sono i carboidrati più abbondanti in natura.

Possono essere di:

SOSTEGNO -> CELLULOSA: importante componente delle fibre e aiuta l'intestino a funzionare bene. Infatti

l'uomo non possiede gli enzimi in grado di digerire la cellulosa,quindi non può essere utilizzata come

nutrimento ma viene immagazzinata come fibra.

RISERVA -> AMIDO: di origine vegetale. Quando serve energia per il lavoro cellulare,la pianta può

idrolizzare l'amido rilasciando subunità di glucosio.

GLICOGENO: di origine animale. E' immagazzinato come fonte di energia nei tessuti animali.

LIPIDI

Sono macromolecole eterogenee e tendono ad essere IDROFOBI

Sono formati da acidi grassi,costituiti da una lunga catena di atomi di carbonio.

Gli ACIDI GRASSI possono essere: SATURI (origine animale) e INSATURI (origine vegetale)

Hanno una struttura lineare poichè non ci sono doppi

legami.

Si compattano in maniera ordinata.

Presentano delle curvature in presenza dei doppi legami. Se compattati,in presenza delle curvature

restano dei buchi in cui penetra l'acqua. Per questo a temperatura ambiente sono liquidi.

GRASSI IDROGENATI: Sono grassi che vengono convertiti da insaturi a saturi,cioè trasformando il doppio

legame in singolo. Un oggetto quindi dall'essere semi-liquido può diventare semi-solido.

GRASSI TRANS: Sono grassi insaturi,ma presentano molte proprietà dei grassi Saturi. Infatti in presenza dei

doppi legami si creano "distorsioni" in modo da impedire "la piega" e avere cosi una struttura lineare.

LIPIDI SEMPLICI

- TRIGLICERIDI

Sono i più abbondanti in nei viventi. Quando vengono metabolizzati forniscono più del doppio dell'energia

rispetto ai carboidrati.

Un trigliceride è COSTITUITO da: GLICEROLO unito a 3 ACIDI GRASSI

(Alcol a 3 atomi di carbonio contenente 3 gruppi -OH) (Costituito da: Una lunga catena idrocarburica alla cui estremità si trova

un gruppo -COOH)

Attraverso legami covalenti (legame esterico) si formano:

MONOGLICERIDI: Una molecola di glicerolo lega a una molecola di acido grasso

DIGLICERIDI: Una molecola di glicerolo lega a due molecole di acido grasso

TRIGLICERIDI: Una molecola di glicerolo lega a tre molecole di acido grasso

LIPIDI COMPLESSI

1) FOSFOLI