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terça-feira, 29 de setembro de 2015

BIOQUÍMICA - FORMAÇÃO DE MOLÉCULAS - QUÍMICA ORGÂNICA - METANO - COMPOSTOS CÍCLICOS DE CARBONO

FORMAÇÃO DE MOLÉCULAS:

A existência de átomos com um orbital externo pobre em electrões, a de outros cujo orbital externo tem um número de electrões que se aproxima de 8, tem como consequência que os primeiros tendem a partilhar os seus electrões, que, gravitando emparelhados com os do segundo átomo, lhe completam o octeto externo.
A união destes átomos devido à partilha de electrões origina as moléculas:
























O carbono tem um núcleo com 6 protões e 6 neutrões, à volta do qual gravitam 6 electrões:
























Estes electrões podem ser cedidos a outros átomos ou, pelo contrário, receber electrões de outros elementos, formando com eles até 4 ligações de valência.
Existem outros elementos com iguais propriedades mas mais pesados, portanto menos reactivos.
Por tudo isto o carbono ocupa uma posição privilegiada na tabela de Mendeleieff.



QUÍMICA ORGÂNICA:
A química orgânica começa pela molécula mais simples, que é o metano, através de cadeias lineares de carbono, que resultam da propriedade que este elemento tem de fazer ligações estáveis com outros átomos de carbono:

1 – Metano –- CH4
2 – Etano –--- C2H6
3 – Propano – C3H8
4 – Butano –-- C4H10
5 – Pentano – C5H12
6 – Hexano –- C6H14
7 – Heptano – C7H16
8 – Octano –-- C8H18
9 – Nonano –- C9H20
10 – Decano – C10H22
CnH2n+2

Estas são as cadeias lineares do carbono.


METANO:

































A complexidade aumenta pela presença de cadeias ramificadas:
















Estas cadeias resultam da união de um carbono a 2 ou 3 átomos de carbono de compostos cíclicos, por sua vez resultantes da união dos extremos de uma cadeia linear.



COMPOSTOS CÍCLICOS DE CARBONO:

















A existência de ligações duplas e triplas que resultam da partilha, não já de 2 mas de 4 ou de 6 electrões entre átomos de carbono, origina os compostos não saturados, menos estáveis e por isso muito mais reactivos.



As moléculas dos isoprenos são simples e ramificadas com uma ou duas ligações duplas:













A polimerização das moléculas dos isoprenos origina a borracha, as vitaminas A, D, E, K e o colesterol.
A presença destas moléculas em sedimentos terrestres ou em fragmentos de meteoritos é considerada um indício de possibilidade de vida.



Os compostos com estruturas de ressonância, como o benzeno, cujo nome grego é phene (daí o fenol - φαινόλη), têm maior complexidade:

















Fenol



Embora o benzeno / fenol tenha pouco interesse biológico, fazem parte de moléculas biológicas compostos do mesmo tipo, em que o anel de carbonos é enriquecido pela presença de outros elementos, em especial azoto e oxigénio, originando compostos que fazem parte de moléculas biológicas:


















Furano 
                                           Pirrol                               Pirano
(das porfirinas)           (das porfirinas)







                    









Piridina  (dos coenzimas) 















 Imidazol
(dos aminoácidos)











 Pirimidina
(dos ácidos nucleicos)



A união de núcleos ressonantes origina os compostos condensados, entre os quais o fenantreno, tem interesse especial, como constituinte do núcleo dos esteróides.












Naftaleno













Antraceno


















Fenantreno 

















 Indol (dos aminoácidos)






















Purina (dos ácidos nucleicos)



O indol dos aminoácidos e a purina dos ácidos nucleicos são compostos condensados heterocíclicos de interesse.
Todas estas moléculas são possíveis graças às propriedades exclusivas do carbono.
Contudo, elas não têm reactividade suficiente para serem moléculas biológicas.

São as seguintes funções orgânicas nelas inseridas que transformam estes esqueletos orgânicos em substâncias suficientemente reactivas:






























Substâncias como os álcoois, aldeídos e acetonas constituem pare importante dos nossos alimentos, o seu produto de oxidação.
Os ácidos, pobres em energia, são excretados pela expiração, urina e fezes.
Contudo, se estas moléculas nos servem de alimentos, elas não são ainda moléculas biológicas, no sentido próprio da palavra.

A molécula biológica é altamente reactiva e requer, pelo menos, a presença de dois grupos funcionais.

Estes grupos funcionais devem ser fàcilmente intersubstituíveis, a fim de que seja fácil a sua intertransformação.

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