Repaso de Química de la Vida y Química del Carbono

Colección de tarjetas de práctica en formato Pregunta y Respuesta sobre los capítulos de química básica, agua y química del carbono.

¿Qué cuatro elementos químicos constituyen aproximadamente el 96% de la materia viva?

Carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.

¿Qué porcentaje de la masa corporal representan los elementos traza en los seres humanos?

Representan menos de $0.01\%$ de la masa corporal.

¿Qué condición médica provoca la deficiencia de yodo y cuál es la ingesta diaria adecuada de este elemento?

Provoca bocio (goiter), y la ingesta diaria adecuada es de $0.15\,\text{mg}$.

¿Qué tres elementos tóxicos se encuentran en concentraciones elevadas en el suelo serpentino?

Cromo, níquel y cobalto.

¿Cuál es la masa aproximada de un protón y de un neutrón expresada en daltons?

Aproximadamente $1\,\text{dalton}$ cada uno (equivalente a $\approx 1.7 \times 10^{-24}\,\text{g}$).

¿Cómo se calcula el número de neutrones en un átomo neutro?

Restando el número atómico del número de masa ($\text{Neutrones} = \text{Número de masa} - \text{Número atómico}$).

¿Cuál es la vida media del carbono-14 ($^{14}\text{C}$) y del uranio-238 ($^{238}\text{U}$)?

La vida media del carbono-14 es de $5{,}730\,\text{años}$ y la del uranio-238 es de aproximadamente $4.5 \times 10^9\,\text{años}$ ($4.5\,\text{mil millones de años}$).

¿Qué sucede con la energía de un electrón cuando pasa a una capa electrónica más cercana al núcleo?

El electrón pierde energía, la cual suele liberarse como luz visible o radiación ultravioleta.

¿Cuántos orbitales y electrones puede albergar como máximo la segunda capa electrónica de un átomo?

Contiene $4$ orbitales (un orbital $2s$ y tres orbitales $2p$) con una capacidad máxima de $8$ electrones.

¿Cuáles son las valencias típicas de los átomos de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y carbono?

Hidrógeno = $1$, Oxígeno = $2$, Nitrógeno = $3$, Carbono = $4$.

¿Cuál es el ángulo de enlace aproximado en las moléculas de agua ($\text{H}_2\text{O}$) y de metano ($\text{CH}_4$)?

El ángulo en el agua es de aproximadamente $104.5^\circ$ y en el metano es de aproximadamente $109.5^\circ$.

¿Cuál es la ecuación química balanceada de la fotosíntesis indicada en las notas?

$$6\,\text{CO}_2 + 6\,\text{H}_2\text{O} + \text{energía luminosa} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\,\text{O}_2$$

¿Qué caracteriza el punto de equilibrio químico en una reacción reversible?

Las velocidades de la reacción hacia adelante e inversa se igualan, manteniendo constantes las concentraciones de reactivos y productos.

¿Qué demostró el experimento de Stanley Miller realizado en 1953?

Demostró la síntesis abiótica de compuestos orgánicos (como aminoácidos) bajo condiciones que simulaban la Tierra primitiva.

¿Cuántas partículas contiene exactamente un mol de cualquier sustancia según el número de Avogadro?

Contiene $6.02 \times 10^{23}$ partículas (átomos o moléculas).

¿Cuáles son los tres tipos de isómeros descritos en el material?

Isómeros estructurales, isómeros cis-trans (geométricos) y enantiómeros.

¿Qué es un carbono asimétrico?

Es un átomo de carbono enlazado a cuatro átomos o grupos de átomos totalmente diferentes.

¿Cuáles enantiómeros de los medicamentos ibuprofeno y albuterol son los biológicamente activos?

El $S\text{-ibuprofeno}$ y el $R\text{-albuterol}$.

¿Cuál es la ecuación de la reacción química mediante la cual el ATP libera energía en la célula?

$$\text{ATP} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{ADP} + \text{P}_i + \text{energía}$$

¿Qué diferencia estructural existe entre las hormonas sexuales estradiol y testosterona?

Comparten un esqueleto de cuatro anillos fusionados, pero difieren en los grupos químicos específicos unidos a dichos anillos.

¿Cuáles son los siete grupos funcionales químicos esenciales descritos en la lección?

Hidroxilo ($-\text{OH}$), Carbonilo ($>\text{C}=\text{O}$), Carboxilo ($-\text{COOH}$), Amino ($-\text{NH}_2$), Sulfhidrilo ($-\text{SH}$), Fosfato ($-\text{OPO}_3^{2-}$) y Metilo ($-\text{CH}_3$).

¿Qué grupo funcional actúa como ácido donando $H^+$ y cuál actúa como base aceptando $H^+$?

El grupo carboxilo ($-\text{COOH}$) actúa como ácido y el grupo amino ($-\text{NH}_2$) actúa como base.

¿Qué enlace ayuda a estabilizar la estructura de las proteínas del cabello mediante la reacción entre grupos sulfhidrilo?

Los enlaces cruzados o puentes disulfuro.

¿Cómo se define matemáticamente la escala de pH?

$$\text{pH} = -\log_{10}([\text{H}^+])$$

¿Cómo se diferencian los fenómenos de cohesión y adhesión en las moléculas de agua?

La cohesión es la atracción entre moléculas de agua entre sí (provoca tensión superficial), mientras que la adhesión es la atracción entre el agua y otras moléculas polares (provoca capilaridad).

¿Qué es una molécula anfipática y cómo actúa en la formación de micelas?

Es una molécula con una región polar (hidrofílica) y otra no polar (hidrofóbica); rodea las grasas con sus colas no polares formando micelas solubles en agua.