Todo se trata de construir estructuras. Toda edificación contiene algo de materiales como: Metal,...

Todo se trata de construir estructuras

Toda edificación contiene algo de materiales como: Metal, cristal, concreto, plástico y madera.

Let’s make a cake from scratch(totally from scratch)

Protón Neutrón ElectrónProtón Neutrón Electrón

E = mc2

E = 1 kg x (300,000,000 m/s)2

E = 9x1016 joules1 joule = 1 watt for 1 secondE = 9x1016 watts x sec x kilo x 1 hr

1000 3600 secE = 25,000,000,000 (25 billones) kilowatt-hrsArizona produce y usa 58 billones KW-hrs en 1999La mitad del año para producir la suficiente energía para crear la masa de un pastel (1kg).Costo = alrededor 3 billones de dollares

La eenergía Luminosa(fotones) son necesaerios para la creación de la materia

¿De que está hecha la luz?

1. Campo eléctrico

2. Campo magnético

La energía luminosa (fotones) es necesario para la creación de la materia

De 2 a 3 volts pueden producir luz visible, pero no es considerada como gran energía. Necesitamos mayor frecuencia luminosa, la cual tiene mayor fotoenergía.

El cinescopio(tambien llamado TRC) que tiene la T.V. y el monitor de la computadora crea luz acelerando los electrones con 30,000 volts eléctricos para ser lanzados través del fosforo que se encuentra al frente del monitor. Esta luz es muy fuerte pero no es suficiente.

La maquina de Rayos-X usa 100,000 to 200,000 volts eléctricos para acelerar los electrones que golpean la placa metálica. Cuando los electrones llegan a su punto mas alto, entregan la energía como de alta luminosidad llamado rayos-x. Esta luz puede atravesar materia, pero aún no tiene la energía suficiente para crear materia.

Para crear un electrón se necesita por lo menos un millone de volts. Este voltaje es igual al que contiene un relámpago. Este voltaje expulsa los electrones desde el cielo hasta el piso, los cuales son detenidos por el aire. Si esto no fuera asi, habría la posibilidad de que dos electrones acelerados por un millon de volts al golpear el suelo produciran luz con suficiente energía para crear un nuevo electrón.

El electrón y el anti-electrón (positrón) se crean cuando los rayos gamma colisionan con energía de 1 millon de volts.

ElectrónElectrón Positrón(anti-electrón)

Positrón(anti-electrón)

El electrón y el anti-electrón (positrón) se crean cuando los rayos gamma colisionan con energía de 938 millon de volts.

ProtónProtón Anti-ProtónAnti-Protón

Se pueden ver Quarks de seis “sabores” o “colores” distintos, mientras que los Anti-quarks son creados cuando altos rayos de energía gamma coalicionan energía de unos 300 millones de Volts.

QuarksQuarks Anti-quarksAnti-quarks

U

D

U UD

ProtonProton

UD D

Neutron

+2/3

-1/3

El neutrón

Protón Electrón

Protón Neutrón ElectrónProtón Neutrón Electrón

Protón Neutrón ElectrónProtón Neutrón Electrón

Helio-2

Carbon-6

Protón Neutrón ElectrónProtón Neutrón Electrón

¿Pero qué hace conveniente los building blocks?

El popular juguete “Tinkertoys” nos da una de idea del porque.

Los bloques deben de colocarse de cierta forma para poder ser conectado con el siguiente.

Tinkertoys tiene piezas circulares con orificios, para que los palillos actúen de conectores entre estas piezas.

Con palillos de diferentes longitudes y distintos tipos de piezas circulares, se pueden crear muchas cosas distintas.

Cosntruyendo elementos

Hidrógeno-1 Helio-2 Litio-3

Carbono-6Boro-5Berilio-4

Protón Neutrón ElectrónProtón Neutrón Electrón

Usando las bases estructurales de neutrones, protones y electrones construímos distinos elementos

Construyendo elementos

Hidrógeno-1 Helium-2 Lithium-3

Carbon-6Boron-5Beryllium-4

Los elementos ahora son bases estructurales

Hidrógeno

Carbono-6 Oxígeno-8

Nitrogéno-7

Elementos que son las bases estructurales

Hidrógeno Nitrógeno-7

Oxígeno-8

Carbono-6

Diversidad extrema

• Aunque la construcción de elementos se trata de simplemente agregar un protón, un electrón y normalemente un solo neutrón por cada nuevo elemento, las propuedades de cada elemento pueden cambiar de una forma drampatica.

Diversidad Extrema

Nitrógeno-7Nitrógeno-7

Carbono-6Carbono-6

Oxígeno-8Oxígeno-8

Fluor-9Fluor-9

Neón-10Neón-10

H 2 13 14 15 16 17 He

Li Be B C N O F Ne

Na Mg 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Al Si P S Cl Ar

K Ca Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

Rb Zr Ag I Xe

Cs Ba W Pt Au Hg Pb Rn

Fr

U Pu

1 18x

y

dp

s

z

f

Diversidad dentro del mismo elemento

Diversidad dentro del mismo elemento

Diversidad en el mismo elementoDiversidad en el mismo elemento

Diversidad en el mismo elemento

Carbono Amorfo.

Lámpara Negra

Usador en tintas negras para pinturas, copiadoras y para impresoras de inyeccion de tinta.

Hidrógeno

Hidrógeno

Carbono-6

Hidrógeno

Hidrógeno

Los compuestos son dos o más elementos que comparten uno de sus electrónes o a perdido y/o ganado uno.

Hydrogen

Hydrogen

Carbon-6

Hydrogen

Hydrogen

Los compuestos son uno o más elementos que comparten electrones.

Oxígeno8 protones

Magnesio12 protones

8 (+)10 (-)-2 Carga

12 (+)10 (-)+2 Carga

Los compuestos son dos o mas elementos que se unen por tener cargas opuestas.

Oxígeno-8 pMagnesio-12 p 8 (+)10 (-)-2 Carga

12 (+)10 (-)+2 Carga

Enlace Iónico

NitrógenoNitrógenoLitio Litio

OxígenoOxígeno

HH

H NC O

Los elementos son entonces las bases estructurales

OH H

CH

C

H

Los compuestos se encuentran Los compuestos se encuentran clasificados en Orgánicos e Inorganicosclasificados en Orgánicos e Inorganicos

Se necesitan 3 materiales de construcción para hacer un ladrillo

El ladrillo se convierte en un elemento constructivo para hacer una hilera

La hilera se convierte en otro elemento constructivo para hacer el muro.

Si OO

Si OO

Si OO

Si OO

Si OO

Si OO

Si OO

Si OO

Si OO

Si OO

Otros elementos, que son considerados como metales y ordenados de acuerdo a su abundancia, son aluminio, hierro, calcio, sodio y potasio.

H 2 13 14 15 16 17 He

Li Be B C N O F Ne

Na Mg 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Al Si P S Cl Ar

K Ca Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

Rb Zr Ag I Xe

Cs Ba W Pt Au Hg Pb Rn

Fr

U Pu

1 18

Si un metal dona uno o más electrónes a un no-metal, el metal se convierte en positivo y el no-metal, en negativo, provocando que estos se atraigan.

+1

+2 -1-2-3-4+3

Los compuestos orgánicos son aquellos que normalmente provienen de los organismos vivos. Siempre contendran carbono, y unos mas otro tipo de elementos como hidrógeno, oxígeno y notrógeno.Ejemplos; Alcohol, Azucar, Grasa, Proteina.

HH HH

HH

CC

HH

HH

HH

CC CCHH HH

HH

HH

CCHH Hidrocarburos

HH

CC

HH

HH HH

Metano

CC

HH

HH

HH

CC

HH

HH

CC CC

HH

HH

HH

Butano

Propano

HH

CC

HH

HH CC

HH

HH

HH

Etano

Gasolina HH

HH

HH CC

HH

CCHH

HH

CCH HH

CC

HH HH

CCHH

HH

CCHH

CCHH

HH

HH

HH

HH

HH CC

HH

CCHH

HH

CCH HH

CCHH HH

CCHH

HH

CCHH

CCHH

HH

HH

HH

CC

HH

CCHH

HH

CCH HH

CCHH HH

CCHH

HH

CCHH

CCHH

HH

HH

HH

HH

HH CC

HH

CCHH

HH

CCHH HH

CC

HH HH

CCHH

HH

CCHH

CCHH

HH

HH

HH

CC

HH

CCHH

HH

CCHH HH

CC

HH HH

CCHH

HH

CCHH

CCHH

HH HH

CCHH

HH

CCHH HH

CCHH HH

CCHH

HH

CCHH

CCHH

HH

HH

HH

CC

HH

CCHH

HH

CCHH HH

CCHH HH

CCHH

HH

CCHH

CCHH

HH

HH

HH

H

HH CC

HH

CC

HH

H

CC

HHHH

CC

HH H

CC

HH

HH

CC

HH

CC

HH

H

HH

H

CC

HH

CC

HH

H

CC

HHHH

CC

HH H

CC

HH

HH

CC

HH

CC

HH

H HH

CC

HH

H

CC

HHHH

CC

HH H

CC

HH

HH

CC

HHCC

HH

H

HH

HH

CC

HH

CC

HH

HH

CC

HHHH

CC

HH HH

CC

HH

HH

CC

HHCC

HH

HH

HH

HH

CC

HH

CHH

HH

CC

HHHH

C

HH HH

CC

HH

HH

C

HH

CC

HH

HH

HH

HH

CC

HH

C

HH

HH

CC

HHHH

C

HH HH

CC

HH

HH

C

HH

CCHH

HH HH

CHH

HH

CCHH

HH

C

HH HH

CCHH

HH

CHH

CCHH

HH

HH

HH

C

Diesel

Aceite de Motor

Plástico

CCHH Hidrocarburos

HH

CC

HH

HH HH

Metano

O

HH

CC

HH

HH HH

Metano

O

HH HHCC

HH Metano

HH

HHCC

HHMetanol

HHOO

HH

HHHHHH

HHHH HHHH HH

HH CC

HH

Metanol (alcohol metílico)

OOHH HH CC

HH

CC

HH

OO HH

Etanol (alcohol etílico)

CC

HH

CC

HH

OOHH

Propanol (alochol propílico)

HH CC

HH

CC

HH

HH CC

HH

OOHH

HHCC

HH

Alcohol isopropílico

OO

OO OO

HH

HHHH

CCHH

Ácido Fórmico(antídoto para mordeduras venenosas)

HHHH

CC

HH

CCOO

HH

Ácido acético(vinegre)

CC

HH

CC

HH

HH

Ácido butírico

HH

CC

OO

HH

CC

HH

OO

HHHH HHCC

HH

CC

HH

OOHH

HH CC

HH OO

HHHH

CC

HH

CCOO

HH

HHHH HHCC

HH

CC

HH

OOHH CC

HHOO

HHHH

CC

HH

CC

Ácido Acético(vinagre)Propanol (Alochol propílico)

Pérdida de agua

Acetato de Propil> Sabor a pera

HH HH

CC

HH

OOHH

HH CC

HH OO

HHHH

CC

HH

CCOO

HH

HH HH

CC

HH

OOHH CC

HHOO

HHHH

CC

HH

CC

Ácido ButíricoEtanol (Alcohol Etílico)

Pérdida de Agua

Butrato Etílico> Sabor a piña

HH

CC

HH

HH

CC

HH

HH

CC

HH

HH

CC

HH

O

O

O

H

H CH

CH

H

CH H

C

H

CH

H

HOH

H

CH

H

CH H

C

H H

CH

H

CH H

C

H

H

H CH

CH

H

CH H

C

H

OH

H

CH

H

CH H

C

H

C

H CH

HH

CH H

C

H

H

H CH

CH

CH

OH C

H H

CH

H

CH H

C

H

CH

CH

H

H

H

C

H

C

H

Los ácidos grasos son ácidos orgánicos con largas cadenas de carbono

Lípidos: aceites y grasas(mantequilla)

O

O

O

H

H CH

CH

H

CH H

C

H

CH

H

HOH

H

CH

H

CH H

C

H H

CH

H

CH H

C

H

H

H CH

CH

H

CH H

C

H

OH

H

CH

H

CH H

C

H

C

H CH

HH

CH H

C

H

H

H CH

CH

CH

OH C

H H

CH

H

CH H

C

H

CH

CH

H

H

H

C

H

C

HO

H

H

H

H

H

H

OC

OC

C

H

H

Los ácidos grasos son ácidos organicos con cadenas largas de carbono.

Glicerina

Lípidos: aceites y grasasO

H

C

H

CH

H

CH

H

CH

CH

HH

H

CH

H

CH

H

CH

H

CH

H

CH

H

CH

O

H

CH

CH

H

CH H

C

H H

CH

H

CH H

C

H

C

H CH

HH

CH H

C

H

O

H

C H

CH

CH

C

H H

CH

H

CH

H

C

H

CH

CH

H

H

H

C

H

CH

O

H

H

H OC

OC

C

H

H

O

CH Hidrocarburos

Gasolina

H

H

H C

H

CH

H

CH H

C

H H

CH

H

CH

CH

H

HDies

el-12

Aceite

-20

Plástic

o

100

0s

H

H

H C

H

CH

H

CH H

C

H H

CH

H

CH

CH

H

H

H

H

H C

H

CH

H

CH H

C

H H

CH

H

CH

CH

H

H

OOC

O

O

C

CO

O

O

C

Glicerina

H

H

H

H

H

H

OC

OC

C

O

H

H

H

H

O

H

H

OC

OC

C

H

H

OH

H

OC

C

H

H

Ribosa

HHCarbohidratos

O

H

H

OC

OC

C

H

H

O

H

H

H

OC

C

H

H

Glucosa

HOCH

H

OO

O

C

Glicerina

H

H

H

H

H

H

OC

OC

C

O

H

H

H

H

O

H

H

OC

OC

C

H

H

OH

H

OC

C

H

H

Ribosa

HHCarbohidrato

O

H

H

OC

OC

C

H

H

O

H

H

H

OC

C

H

H

Glucosa

HOCH

H

OO

O

H

H

OC

OC

C

H

H

O

H

H

H

OC

C

H

H

GlucosaFórmula estructural.Cadena de glucosa

HOCH

H-C=O | H-C-OH |HO-C-H | H-C-OH | H-C-OH | CH2OH

H

GlucosaMódelo específico.Cadena de glucosa

Glucosa glucose bending

GlucosaTwo ring shape

versions

alpha-glucosealpha-glucose

beta-glucosabeta-glucosa

La glucosa se transforma en 4 formas distintas millones de veces en un solo segundo.

H2O

O

O

H2O

O

H2O

H2O

O

O

CH2OH H2O

O

H2O

H2O

O

CH2OH H2O

O

H2O

O

H2O H2O

O

Usada por las bacterias que conforman la placa dental. También usada por doctores para incrementar el flujo sanguíneo y prevenir la coagulación.

C

OHH

OO

¿Cómo producir una proteína?

Nitrégeno-7

Carbono-6

Oxígeno-8

Hidrégeno-1

4 3 2 1

Carbono Nitrógeno Oxígeno Hidrógeno

Número de conexiones disponibles(enlaces)

O

O||

HOO

O||

HH

HH

HH CC

HH

CCHH

HH

CCHH HH

CC

HH HH

CCHH

HH

CCHH

CCHH

HH

HH

HH

CC

HH

CCHH

HH

CCHH HH

CC

HH HH

CCHH

HH

CCHH

CCHH

HH HH

CCHH

HH

CCHH HH

CCHH HH

CCHH

HH

CCHH

CCHH

HH

HH

HH

CC

HH

CCHH

HH

CCHH HH

CCHH HH

CCHH

HH

CCHH

CCHH

HH

HH

Aceite para Motor

HHCCHH

HH HH

¿Como se producen las proteínas?

Nitrógeno-7

Carbono-6

Oxígeno-8

Hidrógeno-1

HH

H NC

O

O

C

C

NO

H

HH

Amonia Ácido acético Vinagre

C

H

H H

Los aminoácidos son la base estructural de las proteínas

HH

H NC

O

O

C

C

NO

HH C

H

H H

Amonia Ácido acético Vinagre

Los aminoácidos son la base estructural de las proteínas

HH

H NC

O

O

C

C

N

O

H C

H

Aminoacid

Glycine

C

H

H

Alanine

S

Los aminoácidos son la base estructural de las proteínas

HH

H NC

O

O

C

C

N

O

H C

H

Aminoácido

Glicerina

C

Los aminoácidos son la base estructural de las proteínas

SH N OC

HOCN

OH C

H

Haciendo varias combinaciones con los 5 átomos antes mencionados, los seres vivos pueden producir un total de 20 aminoácidos, que después conformaran todas las proteínas necesarias.

Los aminoácidos son la base estructural de las proteínas

HOCN

OH C

H

S

H

O

CN

Los aminoácidos son la base estructural de las proteínas

H NC

Los aminoácidos son la base estructural de las proteínas

OC

Glicina

S

H

OH

CN

O

H C

H

HH

HH

OCN

O

C

H

H

Glycine

H NC OC

Glicina

S

H

OH

CN

O

H C

H

HH

H

H

OCN

O

C

H

H

AlaninaC HH

Pérdida de agua

Los aminoácidos son la base estructural de las proteínas

H NC OC S

HH

CN

O

H C

H

H

H

OCN

O

C

H

H

C HH

Los aminoácidos son la base estructural de las proteínas

Ácido aspártico

H NC OC S

OH

Fenilanina

HCN

O

H CH

O C

O

H

C HH

H

H

H

OCN

O

CH

H

HH C

CC

C

C

C CHH

H

H

AspartameNutrasweet (Equal)

Los aminoácidos son la base estructural de las proteínas

Los amino-ácidos forman dos tipos de proteínas.

• Estructural: Este tipo es usado para conformar estructuras en un organismo.

• Química: Este tipo es el que encuentra en las reacciones químicas. Son anticuerpos y encimas que participan en chemical chores.

Structural Proteins

Cabello (keratina)

Uñas (keratina)

Piek (colágeno)

Músculos (miosin, etc.)

Cartílago (glicoproteina: proteinas ligadas a carbohídratos)

Ligamentos (colágeno más glicoproteinas)

Cornea del ojo(colágeno/keratina)

Proteínas Químicas

• En los glóbulos rojos (RBC), la proteína, hemoglobina, lleva el oxígeno.

• Los glóbulos blancos (WBC) crean proteínas especializadas llamadas anticuerpos que neutralizan substancias tóxicas en ek cuerpo. Los glóbulos blancos también producen peróxido de hidrógeno para matar bacterias.

Peróxido de Hidrogeno

H O O H

Enzimas: proteínas para controlar las reacciones.

• Las enzimas son proteínas que aceleran o producen reacciones que normalmente no suceden.

• Por ejemplo, cuando el cuerpo “quema” grasas, se produce el peróxido de hidrógeno. Como se sabe el peróxido de hidrógeno se usa para matar gérmenes y para decolorar el cabello. Pero al mismo tiempo es peligroso para la vida ya que se descompone en agua y oxígeno, siendo este último demasiado reactivo y llega a atacar partes críticas de las celulas como el ADN y ciertas enzimas. Por suerte hay una enzima que logra descomponer el peróxido de hidrógeno sin problema alguno.

Enzimas: Proteínas especiales• Abajo hay dos representaciones de una enzima, “catalizada”. La de la izquierda muestra

todos los átomos que conforman la cadena de amino-ácidos que forman la proteína. La imagen de la derecha, muestra la forma causada por los amino-ácidos. Es una forma específica de las protéinas que le da la habilidad de atacar otros químicos y causar reacciones. Por ejemplo, los catalizadores pueden controlar 200,000 moléculas de pereóxido de hidrógeno por segundo y convertirlas en agua y oxígeno sin riesgo alguno.

H O HO

H O HO

H

OH

O OH

OH

Organic Building Blocks

H NC O S

HidrocarburosCarbohidratos y Lípidos

Amino-ácidos y proteínasMás amino-ácidos y proteinas

P

Ácidos Nicléicos ARN y ADBN

Átomos únicos de hierro, cobre y magnesio para algunas proteínas

Protón Neutrón ElectrónProtón Neutrón Electrón

3 billones de dolares eléctricos

y un billón de volts

Protón Neutrón ElectrónProtón Neutrón Electrón

H NC O S

Carbohidratos=azucares & starch Lípidos=aceites, grasas, mantequilla, margarina

Amino-ácidos y proteínasHuevos y leche

Todo se trata de construir estructuras