Instrucciones
Usted tiene las siguientes opciones en este simulador para moléculas pequeñas tanto inorgánicas como orgánicas.
- En la parte superior, aparecen los botones 2D y 3D para que pueda observar el modelo en dos o tres dimensiones.
- A continuación se presenta el modelo en dos o tres dimensiones.
- "Search" puede ser utilizado para buscar alguna molécula, escribiendo el nombre en inglés, por ejemplo al escribir, sulphuric acid (ácido sulfúrico).
- Color de fondo, sirve seleccionar el color del fondo del modelo en tres dimensiones.
- Acercar +, acerca el modelo.
- Acercar -, aleja el modelo.
- Girar X, Y, Z, para girar el modelo en tres dimensiones en los ejes x, y, z.
- Alambres, varillas y pelotas y varillas, para cambiar el modelo en tres dimensiones en esas representaciones.
- Energía, aparce en la parte superior la energía de la molécula en kJ/mol o kcal/mol.
- Minmizar por MMFF94, normalmente las estructuras iniciales que se crean en los simuladores poseen energías mucho mayores a las que tendría un objeto real, por esta razón, se utilizan algoritmos para calcular las posiciones y fuerzas originales, con el objetivo de minimizarlas y que sean más realistas.
- Arrastrar Minimizar, usted puede arrastrar un átomo, soltarlo y entonces el sistema hace un cálculo de minimización de energía.
- Simetría, muestra los planos de simetría en la molécula.
- Editar, puede editar la molécula agragando o quitando átomos y enlaces.
- Superficie VDW, la superficie de van der Waals de una molécula es una representación abstracta o modelo de esa molécula, que ilustra dónde, en términos muy generales, podría haber una superficie para la molécula en función de los cortes duros de los radios de van der Waals para átomos individuales, y representa una superficie a través de la cual la molécula podría concebirse interactuando con otras moléculas.
- PEM es el mapa de potencial electrostático.
- Carga parcial calcula la carga parcial de cada átomo.
- Tetraedros, para el caso que exista alguna átomo tetraédrico.
- Dipolos enlaces, para ver el los dipolos de todos los enlaces.
- Dipolo molecular, para ver el momento dipolar resultante de toda la molécula.
- Hibridación sp, sp2 y sp3, para ver la hibridacion del átomo de carbono.
- Anillo aromático, muestra los anillos aromáticos.
- Heteroátomo, muestra los heteroátomos en heterociclos.
- C quiral (nomenclatura R/S) y E/Z para isomería geométrica en alquenos, los descriptores R/S permiten indicar en un compuesto orgánico la configuración (la disposición espacial de los sustituyentes) de un carbono o centro quiral, estereocentro o centro estereogénico, que es el caso de un átomo de carbono con cuatro sustituyentes diferentes. Se añade R o S entre paréntesis como prefijo delante del nombre de la molécula orgánica. En caso de ser más de uno el centro estereogénico, separados por coma se indica el descriptor R o S de cada uno, precedido del número o localizador que identifica su posición.
- Invertir R/S, para cambiar la quiralidad.
- Nomenclatura E/Z en Alquenos, el sistema tradicional para nombrar los isómeros geométricos de un alqueno, en el que los mismos grupos están dispuestos de manera diferente, es nombrarlos como cis o trans. Sin embargo, es fácil encontrar ejemplos donde el sistema cis-trans no se aplica fácilmente.
- N electrones, O electrones y S electrones, para ver los electrones libres del nitrógeno, oxígeno y azufre.
- C primario, C secundario, C terciario, C cuaternario, identifica la clasificación de los átomos de carbono.
- Dadores y aceptores de puentes de hidrógeno, señala los átomos que pueden dar o aceptar puentes de hidrógeno
- Botón 2D, cuando escoge el botón 2D, la aplicación tiene su propio menú y quedan inhabilitados todos los botones 3D.
Portada
Nuestro Universo comenzó, según teorías actuales, con una gran explosión o " Big Bang" que llenó todo el espacio. Cada partícula de materia formada se alejó violentamente de toda otra partícula.
En el momento de la explosión, toda la materia estaba en forma de partículas elementales subatómicas que colisionaban y se aniquilaban unas a otras, formando partículas nuevas y liberando más energía.
A medida que el universo se expandía y se enfriaba, gradualmente se formaron los primeros átomos. Es a partir de estos átomos que se plasmaron y evolucionaron los sistemas vivos.
Iniciaremos el estudio de los seres vivos analizando la estructura de los átomos y las moléculas que forman al combinarse.
Si hubiéramos tenido la oportunidad de hacer un viaje hacia el pequeño mundo molecular, probablemente habríamos visto algo similar a lo que se puede observar en el siguiente modelo computacional de la mioglobina.
Este compuesto, es una proteína que posee estructuralmente una gran complejidad. Probablemente, nos surja la duda de como están unidos todos sus átomos, por qué se mantienen unidos firmemente constituyendo uno de los compuestos más complejos de la naturaleza. Pues bien, en esta unidad trataremos de desentrañar este gran misterio.
La materia, a excepción de casos muy raros, no se desintegra espontáneamente. Esto se debe a que hay fuerzas primarias de atracción que mantienen unidos los átomos en las moléculas y en otro tipo de estructuras que se conocen con el nombre de estructuras de red . Ejemplo, la estructura cristalina del NaCl (NaCl).
Guía de Estudio
Introducción
Cuestionario
Preguntas
- Describe brevemente el estado de la materia inmediatamente después de la explosión inicial mencionada en el texto.
- ¿Qué evento crucial permitió la formación de los sistemas vivos, según el texto?
- ¿Cuál es el primer nivel de organización que se analizará en el estudio de los seres vivos propuesto en el texto?
- Según el texto, ¿qué podríamos observar si pudiéramos viajar al mundo molecular? Menciona un ejemplo específico.
- ¿Qué pregunta fundamental surge al observar la complejidad estructural de una proteína como la mioglobina?
- ¿Cuál es el "gran misterio" que se abordará en la unidad, relacionado con la unión de los átomos?
- ¿Por qué la materia, en general, no se desintegra espontáneamente, de acuerdo con el texto?
- ¿Qué tipo de fuerzas son responsables de mantener unidos los átomos en las moléculas?
- Además de las moléculas, ¿qué otro tipo de estructuras mantienen unidos los átomos, según el texto? Proporciona un ejemplo.
- ¿Cuál es la importancia del estudio de los átomos y las moléculas para comprender los seres vivos, según la introducción del texto?
Clave de Respuestas
- Inmediatamente después de la explosión, toda la materia existía como partículas elementales subatómicas que constantemente colisionaban y se aniquilaban, generando nuevas partículas y liberando energía adicional.
- La formación gradual de los primeros átomos, a medida que el universo se expandía y se enfriaba, fue el evento crucial que permitió el surgimiento y la evolución de los sistemas vivos.
- El estudio de los seres vivos se iniciará con el análisis de la estructura fundamental de los átomos y las moléculas que se forman al combinarse entre sí.
- Si pudiéramos viajar al mundo molecular, probablemente observaríamos algo similar a un modelo computacional complejo como el de la mioglobina, revelando la intrincada disposición de sus componentes.
- La principal duda que surge al observar la mioglobina es cómo todos sus átomos están unidos y por qué se mantienen firmemente cohesionados para formar un compuesto tan complejo.
- El "gran misterio" que se intentará desentrañar en la unidad es la naturaleza de las fuerzas que mantienen unidos los átomos para formar moléculas y otras estructuras complejas.
- La materia, en general, no se desintegra espontáneamente debido a la existencia de fuerzas primarias de atracción que mantienen unidos los átomos en las moléculas y estructuras de red.
- Las fuerzas primarias de atracción son las responsables de mantener unidos los átomos en las moléculas, asegurando su estabilidad y la formación de compuestos químicos.
- Además de las moléculas, los átomos también se mantienen unidos en estructuras conocidas como estructuras de red, como se ejemplifica con la estructura cristalina del NaCl (cloruro de sodio).
- El estudio de los átomos y las moléculas es fundamental para comprender los seres vivos, ya que estos son los bloques de construcción básicos a partir de los cuales se forman y evolucionan todos los sistemas biológicos.
Preguntas de Ensayo
- Describe la secuencia de eventos desde la "explosión" inicial hasta la formación de los primeros átomos, según lo sugerido por el texto. ¿Qué implicaciones tuvo este proceso para el desarrollo posterior del universo y la vida?
- Explica la importancia de las fuerzas de atracción entre átomos para la estabilidad de la materia. Utiliza los conceptos de moléculas y estructuras de red proporcionados en el texto para ilustrar tu argumento.
- Considerando la complejidad estructural de una proteína como la mioglobina, discute por qué el estudio de las uniones entre átomos es esencial para comprender la organización y función de las biomoléculas.
- El texto introduce la idea de un "pequeño mundo molecular". ¿Qué crees que se podría aprender sobre los seres vivos al explorar este nivel microscópico de organización? Justifica tu respuesta.
- Reflexiona sobre la progresión lógica del estudio de los seres vivos propuesta en el texto: desde las partículas subatómicas hasta los átomos y las moléculas. ¿Por qué crees que este enfoque es fundamental para una comprensión profunda de la biología?
Glosario de Términos Clave
- Partículas elementales subatómicas:
- Las partículas más pequeñas que se conocen, que constituyen la base de toda la materia (por ejemplo, electrones, protones, neutrones, aunque el texto se refiere a un estado aún más temprano).
- Átomos:
- La unidad básica de un elemento químico, compuesta por un núcleo (protones y neutrones) y electrones que orbitan alrededor de él.
- Moléculas:
- Agrupaciones de dos o más átomos unidos químicamente por fuerzas de atracción.
- Mioglobina:
- Una proteína presente en el tejido muscular de los vertebrados que transporta y almacena oxígeno. Se utiliza en el texto como ejemplo de una molécula biológica compleja.
- Estructuras de red:
- Arreglos tridimensionales de átomos, iones o moléculas unidos por enlaces químicos que se extienden por todo el material. Un ejemplo es la estructura cristalina del NaCl.
- Fuerzas primarias de atracción:
- Las fuerzas fundamentales que mantienen unidos los átomos dentro de las moléculas y las estructuras de red, como los enlaces iónicos, covalentes y metálicos.
- Explosión (implícito: Big Bang):
- El evento cosmológico inicial que se cree que dio origen al universo, caracterizado por una rápida expansión y enfriamiento.
- Sistemas vivos:
- Entidades complejas capaces de realizar funciones como el metabolismo, el crecimiento, la reproducción y la respuesta a estímulos. Su formación se relaciona con la evolución de los átomos y las moléculas.
- Materia:
- Todo aquello que tiene masa y ocupa espacio. En el contexto del texto, se refiere a la sustancia fundamental que compone el universo.
- Compuesto:
- Una sustancia formada por dos o más elementos químicos unidos químicamente en proporciones definidas (ej. la mioglobina y el NaCl son compuestos).
