MATERIA Y ENERGÍA, PUNTOS DE PARTIDA DE LA BIOQUÍMICA

En la foto: un individuo pedalea sobre una pendiente, para lograr mover la bicicleta de un punto a otro se requiere de energía que dará como resultado un trabajo (cambio o movimiento).

LO BÁSICO: LA MATERIA

Se define como materia a todo aquello que posea masa (cantidad de materia que contiene un cuerpo) y ocupe un lugar en el espacio, por tanto, ocupa un volumen determinado.

La materia está conformada por partículas que a su vez conforman a los átomos.

Partículas subatómicas 1
Fig. 1. Partículas subatómicas. Uno de los niveles de organización de la materia que forman parte fundamental de los elementos y que, por ende, le dan las características propias a cada uno (Explorer BioGen, 2017).

La materia en conjunto con la energía se pueden transformar una en otra permitiendo el funcionamiento de sistemas vivos e inertes (que no crece, se reproduce, ni se mueve por si mismo).

Materia y energía.
Fig. 2. El concepto de química. La química se basa en el fundamento conceptual de la materia y energía que son dos fenómenos que se interrelacionan estrechamente en mecanismos bioquímicos complejos (Explorer BioGen, 2017).

ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA

En la naturaleza se pueden encontrar sustancias con diferentes estados de agregación los cuales en esencia se les puede encontrar en tres formas: sólido, líquido y gas; ahora se sabe que existe un cuarto estado de agregación al que se le denomina como plasma. Las características de cada uno se enuncian a continuación:

SÓLIDO: así se le define a la materia que mantiene una fuerza de cohesión o unión entre las partículas que la conforman. Ese estado tiene una forma y volumen definido.

LÍQUIDO: las partículas que forman a los líquidos se encuentran menos agrupadas entre sí, esto implica un mayor espacio entre ellas permitiendo que el líquido fluya y tome la forma del recipiente que lo contiene. Aunque las fuerzas de atracción entre sus partículas son más débiles a comparación de los sólidos, todavía son lo suficientemente fuertes para tener un volumen definido.

GAS: este estado de agregación puede ajustarse a la forma de cualquier recipiente que la contenga llenando en su totalidad su volumen; la razón de esto es a la presión que ejerce continuamente en todas direcciones. El espacio entre sus partículas es muy grande por lo que su fuerza de atracción es débil.

PLASMA: esta es formada a temperaturas muy elevadas, cuando la materia absorbe energía y se separa formando iones positivos y electrones.

ENERGÍA

Para que una función pueda realizarse se requiere de materia y energía. La definición de energía se explica como la capacidad para realizar un trabajo (Nota: no todos los tipos de energía pueden transformarse íntegramente en trabajo).

Concepto de energía cinética y potencial.
Fig. 3. Tipos de energía. Conceptos de energía cinética y potencial y sus mecanismos de flujo y almacenamiento en diferentes sistemas bioquímicos (Explorer BioGen, 2017).

La energía cinética es considerada la energía del movimiento y puede ser perceptible por el movimiento de fotones o moléculas (la luz y el calor).  La energía potencial es la que se encuentra almacenada o inactiva en los enlaces que unen a los átomos de las moléculas

REACCIONES ENDOTÉRMICAS Y EXOTÉRMICAS

El flujo de energía es un proceso de transformaciones continuas de energía en los seres vivos y, está se rige por las leyes de la termodinámica, que son leyes físicas que definen las propiedades básicas y el comportamiento de la energía.

Primera ley de la termodinámica: la energía puede ser transformada de una forma a otra, pero nunca creada ni destruida.

Segunda ley de la termodinámica: la energía fluye del cuerpo con mayor cantidad de energía al cuerpo con menor cantidad hasta lograr tener un equilibrio. El único inconveniente es que durante el proceso de la transferencia parte de la energía se pierde en el espacio.

Las reacciones químicas son procesos en los que ciertas sustancias, conocidas como reactivos, actúan sobre otras para transformarlas en productos.

Durante las reacciones químicas, las moléculas o átomos interactúan y pueden compartir o intercambiar electrones. Los átomos se unen para formar moléculas; en estas uniones, conocidas como enlaces, existe energía potencial.

Para que una reacción química se lleve a cabo se necesita de un aumento de energía, es decir, de una energía de activación.

Las reacciones exotérmicas son aquellas en las que se libera energía en forma de calor, debido a la ruptura de enlaces.

Las reacciones endotérmicas absorben energía de alguna fuente externa, pues la que poseen los productos es mayor a la de los reactivos.

Anuncios

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión /  Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión /  Cambiar )

w

Conectando a %s