ICyT — Unidad 1 y 2 ₊˚

Introducción 🌸˚˖𓍢ִ໋🌷͙֒✧🩷˚⋆

𓍢ִ໋🌷͙֒ Este bloque agrupa los temas de la unidad 1 y 2 de la materia, sirve para aprender el lenguaje mínimo de la materia: célula, átomo, tabla periódica, enlace químico, mol, solución, concentración, membrana, difusión, fuerzas intermoleculares y crecimiento celular. Para ver los contenidos de la materia y parciales, entren al drive del cpu y entren a la carpeta de icyt ✮ ⋆ ˚｡𖦹 ⋆｡°✩

Desarrollo

1. Definiciones básicas para la vida

La materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. Puede ser algo visible, como una mesa, una persona o una roca, o algo que no vemos directamente, como el aire.

Concepto	Explicación
Materia	Todo lo que tiene masa y ocupa espacio
Materia viva	Está formada por células y realiza funciones vitales
Materia no viva	Está formada por átomos, pero no realiza funciones vitales
Célula	Unidad mínima funcional de los seres vivos
Átomo	Unidad básica de la materia no viva y de los elementos químicos

Ejemplo:

Una bacteria es materia viva porque está formada por una célula y puede reproducirse.
Una piedra es materia no viva porque tiene materia, masa y átomos, pero no realiza funciones vitales.

Células

La célula es la unidad funcional más pequeña que puede considerarse viva. Todos los seres vivos están formados por una o más células.

Tipo de célula	Características
Procariota	No tiene núcleo definido; su ADN está en el citoplasma
Eucariota animal	Tiene núcleo y organelas; no tiene pared celular ni cloroplastos
Eucariota vegetal	Tiene núcleo, pared celular, cloroplastos y gran vacuola

Ejemplo:

Bacterias = células procariotas.
Animales, plantas y hongos = células eucariotas.

Todo ser vivo está formado por células.
Toda célula tiene membrana plasmática, citoplasma y material genético.

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2. Tabla periódica y estructura atómica

La tabla periódica organiza los elementos químicos. Un elemento químico se identifica por su número atómico, es decir, por la cantidad de protones que tiene en su núcleo. Los elementos están ordenados por número atómico creciente, en filas llamadas períodos y columnas llamadas grupos. Los elementos de un mismo grupo suelen tener comportamientos químicos parecidos.

Partículas subatómicas

Partícula	Carga	Ubicación	Importancia
Protón	+1	Núcleo	Define el número atómico
Neutrón	0	Núcleo	Aporta masa
Electrón	-1	Alrededor del núcleo	Participa en enlaces químicos

Fórmulas básicas:

Z = número atómico = cantidad de protones

A = número másico = protones + neutrones

En un átomo neutro:
protones = electrones

Ejemplo:

Un átomo tiene 6 protones, 6 neutrones y 6 electrones.

Z = 6
A = 6 + 6 = 12
Es carbono neutro.

Grupo y período

Concepto	Qué indica
Grupo	Columna de la tabla; indica electrones externos en elementos representativos
Período	Fila de la tabla; indica el nivel de energía más externo
CEE	Configuración electrónica externa
Ion más probable	Ion que forma el átomo para ganar estabilidad

El apunte de tabla periódica explica que el período se relaciona con el nivel energético donde están los electrones más externos y que el grupo se relaciona con la cantidad de electrones del último nivel.

El número atómico identifica al elemento.
La configuración electrónica ayuda a ubicarlo en grupo y período.
Los electrones externos explican cómo se une con otros átomos.

⤷Tabla periódica .ᐟ.ᐟ

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3. Enlaces químicos ⌬

Los átomos no suelen estar solos. Se unen para formar sustancias más estables. Esa unión se llama enlace químico.

Los enlaces dependen principalmente de los electrones externos y de la diferencia de electronegatividad entre los átomos.

Tipo de enlace	Ocurre entre	Qué pasa con los electrones	Ejemplo
Iónico	Metal + no metal	Se transfieren electrones	NaCl
Covalente	No metal + no metal	Se comparten electrones	H2O, CO2
Metálico	Metal + metal	Electrones compartidos en red metálica	Fe, Cu

Ejemplo:

Sodio + cloro = NaCl

El sodio pierde un electrón.
El cloro gana un electrón.
Se forman Na+ y Cl-.
La unión es iónica.

Otro ejemplo:

Hidrógeno + oxígeno = H2O

Los átomos comparten electrones.
La unión es covalente.

Metal + no metal = enlace iónico.
No metal + no metal = enlace covalente.

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4. Biomoléculas

Las biomoléculas son moléculas presentes en los seres vivos. Están formadas principalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.

Las biomoléculas principales son:

Biomolécula	Función principal
Lípidos	Reserva de energía y estructura de membranas
Hidratos de carbono	Energía rápida y estructura
Proteínas	Estructura, transporte, defensa, movimiento y enzimas
Ácidos nucleicos	Información genética

Lípidos

Los lípidos son moléculas hidrofóbicas, es decir, no se mezclan bien con el agua. Incluyen grasas, aceites, ceras, esteroides y fosfolípidos.

Tipo de lípido	Función
Triglicéridos	Reserva energética
Fosfolípidos	Forman membranas celulares
Esteroides	Hormonas y colesterol
Ceras	Protección

Los fosfolípidos son fundamentales porque forman la bicapa de la membrana plasmática.

Hidratos de carbono

Los hidratos de carbono pueden ser simples o complejos.

Tipo	Ejemplo	Función
Monosacárido	Glucosa	Energía inmediata
Disacárido	Sacarosa	Energía
Polisacárido	Almidón, glucógeno, celulosa	Reserva o estructura

Proteínas

Las proteínas están formadas por aminoácidos. Los aminoácidos se unen mediante enlaces peptídicos y forman cadenas llamadas polipéptidos.

Nivel de estructura	Explicación
Primaria	Secuencia de aminoácidos
Secundaria	Alfa hélice o beta lámina
Terciaria	Forma tridimensional de una cadena
Cuaternaria	Unión de varias cadenas polipeptídicas

El apunte de biomoléculas explica que las proteínas tienen estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria, y que su forma tridimensional es clave para su función. También explica que el calor o cambios de pH pueden desnaturalizar proteínas.

Ejemplo:

Cuando hervís un huevo, las proteínas se desnaturalizan.
No desaparecen, pero cambian su forma.
Por eso la clara pasa de transparente a blanca y sólida.

Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos almacenan información genética.

Molécula	Función
ADN	Guarda la información hereditaria
ARN	Participa en la expresión de esa información

Bases nitrogenadas del ADN:

A se une con T
C se une con G

Las biomoléculas explican de qué están hechas las células y cómo funcionan.

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5. Unidades de medida y cálculos químicos

En ciencia no alcanza con decir “hay mucho” o “hay poco”. Hay que medir.

Las unidades permiten comparar cantidades de forma precisa.

Magnitud	Unidad típica
Masa	g, kg
Volumen	mL, L
Longitud	m, cm
Tiempo	s, min, h
Cantidad de sustancia	mol

Mol

El mol es una unidad que se usa para contar partículas muy pequeñas, como átomos, moléculas o iones.

1 mol = 6,022 × 10^23 partículas

Ese número se llama número de Avogadro.

Masa molar

La masa molar indica cuántos gramos pesa 1 mol de una sustancia.

Masa molar = g/mol

Ejemplo:

La masa molar del carbono es aproximadamente 12 g/mol.

Eso significa:
1 mol de átomos de carbono = 12 g

Masa molecular relativa

Para calcular la masa molecular relativa de una molécula, se suman las masas atómicas de todos sus átomos.

Ejemplo con agua:

H2O

H = 1
O = 16

Mr = 2 · 1 + 16
Mr = 18

Entonces:

Masa molar del agua = 18 g/mol

Regla de tres

Ejemplo:

Si 1 mol de agua pesa 18 g,
¿cuánto pesan 2 moles?

1 mol ---- 18 g
2 mol ---- x

x = 2 · 18 / 1
x = 36 g

Mol conecta partículas con gramos.
Masa molar conecta química con cuentas.

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6. Membrana plasmática

La membrana plasmática rodea la célula y separa el medio interno del medio externo. No es una pared cerrada: regula qué entra y qué sale.

La membrana está formada principalmente por una bicapa de fosfolípidos. Las cabezas hidrofílicas miran hacia los medios acuosos y las colas hidrofóbicas quedan hacia el interior de la bicapa. El apunte de membrana explica que esta composición físico-química determina qué moléculas pueden atravesarla y por eso la membrana es semipermeable y selectiva.

Parte	Explicación
Cabeza hidrofílica	Tiene afinidad por el agua
Cola hidrofóbica	Rechaza el agua
Bicapa	Doble capa de fosfolípidos
Proteínas de membrana	Permiten transporte o comunicación
Colesterol	Modifica la fluidez

Gradiente de concentración

Un gradiente de concentración es una diferencia de concentración entre dos zonas.

Mayor concentración ----> Menor concentración

Si una sustancia se mueve a favor del gradiente, va desde donde hay más hacia donde hay menos.

Transporte pasivo

No requiere energía.

Tipo	Explicación
Difusión simple	La molécula pasa directamente por la membrana
Difusión facilitada	La molécula pasa usando una proteína
Ósmosis	Movimiento de agua a través de una membrana

Transporte activo

Requiere energía porque mueve sustancias en contra del gradiente.

Transporte activo = de menor concentración a mayor concentración + gasto de energía

El apunte marca esta diferencia: el transporte pasivo ocurre a favor del gradiente, mientras que el transporte activo requiere energía porque es un proceso no espontáneo.

Pasivo = sin energía y a favor del gradiente.
Activo = con energía y en contra del gradiente.

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7. Fuerzas intermoleculares

Las fuerzas intermoleculares son interacciones entre moléculas. No son lo mismo que los enlaces químicos.

Un enlace químico mantiene unidos átomos dentro de una molécula. Una fuerza intermolecular actúa entre moléculas distintas.

Tipo de interacción	Entre qué ocurre	Fuerza relativa
Dipolo-dipolo	Moléculas polares	Media
Dipolo inducido / London	Moléculas no polares	Débil a variable
Ion-ion	Iones con carga opuesta	Alta
Puente de hidrógeno	H unido a F, O o N con otra molécula polar	Alta entre intermoleculares

Polaridad

Una molécula polar tiene distribución desigual de cargas. Una molécula no polar tiene distribución más pareja.

Ejemplo:

Agua = molécula polar.
Aceite = mezcla de moléculas mayormente no polares.

Por eso el agua y el aceite no se mezclan bien.

Puente de hidrógeno

El puente de hidrógeno es una interacción fuerte entre moléculas cuando hay hidrógeno unido a átomos muy electronegativos, como oxígeno, nitrógeno o flúor.

Ejemplo:

Las moléculas de agua se atraen entre sí por puentes de hidrógeno.
Eso explica varias propiedades del agua.

Las fuerzas intermoleculares explican propiedades como punto de ebullición, solubilidad y estado físico.

En los parciales aparece este razonamiento: no alcanza con saber la fórmula de una sustancia; también hay que relacionar sus interacciones intermoleculares con propiedades como punto de ebullición, solubilidad o estado físico.

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8. Soluciones

Una solución es una mezcla homogénea formada por dos o más sustancias.

Concepto	Explicación
Solución	Mezcla homogénea
Soluto	Sustancia que se disuelve
Solvente	Sustancia que disuelve
Solución acuosa	Solución donde el solvente es agua
Concentración	Cantidad de soluto en cierta cantidad de solución o solvente

Ejemplo:

Agua con sal:

Soluto = sal
Solvente = agua
Solución = agua salada

Concentración

La concentración indica cuánto soluto hay en una solución.

Unidad	Qué indica
% m/m	g de soluto cada 100 g de solución
% m/v	g de soluto cada 100 mL de solución
% v/v	mL de soluto cada 100 mL de solución
Molaridad	moles de soluto por litro de solución

Fórmulas:

% m/m = masa de soluto / masa de solución · 100

% m/v = masa de soluto / volumen de solución · 100

% v/v = volumen de soluto / volumen de solución · 100

M = moles de soluto / litros de solución

Diluciones

Diluir significa agregar solvente para bajar la concentración.

En una dilución:

La cantidad de soluto se mantiene.
La cantidad de solvente aumenta.
La concentración disminuye.

Fórmula típica:

C1 · V1 = C2 · V2

Símbolo	Significado
C1	Concentración inicial
V1	Volumen inicial que se toma
C2	Concentración final
V2	Volumen final

Ejemplo:

Querés preparar 100 mL de una solución 5% m/v desde una solución 20% m/v.

C1 = 20
V1 = ?
C2 = 5
V2 = 100

20 · V1 = 5 · 100
V1 = 500 / 20
V1 = 25 mL

Resultado:

Se toman 25 mL de la solución concentrada y se agrega agua hasta llegar a 100 mL.

En los parciales de ICyT suelen incluir problemas de %m/v, %v/v, molaridad y diluciones; por ejemplo, calcular concentraciones luego de diluir una formulación o preparar soluciones desde una solución concentrada.

Diluir no elimina soluto.
Solo lo reparte en más solvente.

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9. División celular y crecimiento bacteriano

Las células pueden dividirse para generar nuevas células. En organismos unicelulares, como bacterias o levaduras, la división celular aumenta el número de individuos de la población.

División celular

Tipo	En qué ocurre	Resultado
Fisión binaria	Bacterias	Dos células hijas
Mitosis	Células eucariotas somáticas	Dos células hijas iguales
Meiosis	Formación de gametos	Células con mitad de información genética

En bacterias, la forma básica de reproducción es la fisión binaria.

1 bacteria → 2 bacterias → 4 bacterias → 8 bacterias

Crecimiento bacteriano

El crecimiento bacteriano no significa que una bacteria individual se haga enorme. Significa que aumenta la cantidad de bacterias en una población (UFC unidades formadoras de colonias).

Fase	Qué ocurre
Fase lag	Las bacterias se adaptan al medio
Fase exponencial	Se dividen rápidamente
Fase estacionaria	Nacen y mueren a ritmos parecidos
Fase de muerte	Mueren más células de las que nacen

Factores que afectan el crecimiento:

Factor	Efecto
Temperatura	Puede acelerar o frenar el crecimiento
Nutrientes	Sin nutrientes no hay buen crecimiento
pH	Cada microorganismo tiene rango tolerado
Oxígeno	Algunos lo necesitan, otros no
Agua	Es necesaria para reacciones celulares

Ejemplo:

Si una levadura está en un medio rico, con temperatura adecuada y nutrientes disponibles,
su población puede crecer más rápido.

Crecimiento microbiano = aumento del número de células en una población.

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10. Relación entre biología, química y matemática

ICyT mezcla las tres cosas porque los sistemas vivos también son sistemas químicos que se pueden medir.

Área	Para qué sirve en ICyT
Biología	Explica células, biomoléculas, membrana y crecimiento
Química	Explica átomos, enlaces, soluciones e interacciones
Matemática	Permite calcular concentración, molaridad, diluciones y resultados
Método científico	Permite transformar datos en conclusiones

Ejemplo integrado:

Una sustancia entra a una célula.

Biología:
hay que mirar membrana y transporte.

Química:
hay que mirar polaridad, carga y solubilidad.

Matemática:
hay que mirar concentración y gradiente.

Método científico:
hay que diseñar un ensayo para comprobar qué ocurre.

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