Grupos funcionales | Las propiedades del carbono | Biología | Khan Academy en Español
Summary
TLDREn este video, se explora la importancia de los hidrocarburos como combustibles y cómo se vuelven más interesantes al unir grupos funcionales a las cadenas de carbono. Se explican los grupos hidroxilo y sulfhídrico, destacando su polaridad y capacidad para formar puentes de hidrógeno. Se menciona la fructosa como ejemplo de molécula compleja con grupos hidroxilo y carbonilo. Además, se introducen los grupos carboxilo y amino en aminoácidos como leucina, y se describe el grupo fosfato en biomoléculas como el ATP y ADN, enfatizando su acidez y polaridad.
Takeaways
- 🔬 Los hidrocarburos son importantes en biología, especialmente como combustibles, y se vuelven más interesantes al unir grupos funcionales a sus cadenas de carbono.
- 💧 El grupo hidroxilo (-OH), al unirse a una cadena de carbono, convierte la molécula en un alcohol, como el etanol, que es polar y soluble en agua.
- 🔋 El grupo sulfhídrico (-SH), similar al hidroxilo pero con sulfuro en lugar de oxígeno, es menos polar y también se encuentra en moléculas biológicas.
- 🍬 La fructosa es un ejemplo de un azúcar que contiene múltiples grupos hidroxilo, lo que la hace polar y soluble en agua.
- 🧬 Los aminoácidos, como la leucina, tienen grupos carboxilo (ácido) y amino (base), y son fundamentales para la formación de proteínas en la biología.
- ⚛️ El grupo metilo (-CH3) es un grupo hidrofóbico que se encuentra en cadenas de carbono y es esencial en la estructura de las moléculas.
- 🧪 El grupo fosfato es un ácido que se encuentra en moléculas como el ATP y el ADN, y es importante en la transferencia de energía y la herencia genética.
- 🔗 Los grupos funcionales son esenciales para determinar las propiedades y la reactivividad de las moléculas en biología.
- 🌐 La polaridad de los grupos funcionales, como los hidroxilo y carboxilo, permite la formación de puentes de hidrógeno y la interacción con otras moléculas.
- 🔬 La comprensión de los grupos funcionales es crucial para el estudio de la química orgánica y su aplicación en la biología.
Q & A
¿Qué son los hidrocarburos y por qué son interesantes?
-Los hidrocarburos son compuestos químicos formados únicamente por hidrógeno y carbono. Son interesantes, especialmente como combustibles, debido a su capacidad energética y su amplia presencia en la naturaleza.
¿Qué son los grupos funcionales y cómo afectan a las moléculas?
-Los grupos funcionales son fragmentos de moléculas que tienen propiedades químicas específicas y que, al unirse a cadenas de carbono, les otorgan características biológicas y reactivividad química únicas.
¿Qué es un grupo hidroxilo y cómo afecta a una molécula cuando está unido a una cadena de carbono?
-Un grupo hidroxilo es un átomo de hidrógeno unido a un átomo de oxígeno. Cuando está unido a una cadena de carbono, convierte a toda la molécula en un alcohol, lo que le confiere propiedades polares y la capacidad de formar puentes de hidrógeno y disolverse en agua.
¿Cómo se nombra un alcohol con dos carbonos?
-Un alcohol con dos carbonos se llama etanol, donde 'et-' proviene del prefijo para dos carbonos y 'anol' indica la presencia del grupo hidroxilo.
¿Qué características tienen los grupos sulfhídrico y cómo difieren de los grupos hidroxilo?
-Los grupos sulfhídrico son similares a los grupos hidroxilo, pero tienen azufre en lugar de oxígeno. Aunque también son polares, no lo son tanto como los grupos hidroxilo debido a que el azufre es menos electronegativo que el oxígeno.
¿Qué es un grupo carbonilo y cómo se diferencia de un grupo hidroxilo?
-Un grupo carbonilo es un carbono unido a un oxígeno a través de un doble enlace. Se diferencia del grupo hidroxilo en que no tiene un hidrógeno unido al oxígeno, lo que le da un carácter más reactivo y polaridad diferente.
¿Qué es la fructosa y cómo se relaciona con los grupos hidroxilo y carbonilo?
-La fructosa es un azúcar que, en su forma no enlaceada, tiene grupos hidroxilo en la mayoría de sus carbonos y un grupo carbonilo en uno de sus carbonos, lo que le confiere propiedades específicas de solubilidad y reacción química.
¿Qué es un aminoácido y cómo se relaciona con los grupos carboxilo y amino?
-Un aminoácido es un compuesto que contiene tanto un grupo carboxilo (ácido) como un grupo amino (base) en una cadena de carbono. Estos grupos son fundamentales para la formación de enlaces peptídicos en las proteínas.
¿Qué es un grupo fosfato y cómo afecta su presencia en moléculas como el ADN y el ATP?
-Un grupo fosfato es un fragmento que contiene fósforo unido a oxígeno y puede estar unido a hidrógenos o a otras cadenas de carbono. Es esencial en el ADN y el ATP debido a su capacidad de transferir energía y su rol en la estructura de la molécula.
¿Cómo se puede generalizar la cadena principal de carbonos en un aminoácido?
-La cadena principal de carbonos en un aminoácido se puede generalizar como una serie de carbonos que comienza desde el carbono al que está unido el grupo carboxilo, y puede incluir grupos hidroxilo, carbonilo, metilo u otros grupos funcionales.
Outlines
🔬 Introducción a los Grupos Funcionales en Hidrocarburos
Este primer párrafo introduce los conceptos básicos de los hidrocarburos y la importancia de los grupos funcionales en la química orgánica. Se explica que los hidrocarburos son moléculas que pueden ser más interesantes biológicamente cuando se les añaden grupos funcionales. Se menciona el grupo hidroxilo (-OH) como un ejemplo de un grupo funcional que, cuando está unido a una cadena de carbono, convierte a la molécula en un alcohol. Se describe la polaridad del grupo hidroxilo y su capacidad para formar puentes de hidrógeno y disolverse en agua. Además, se introduce el grupo sulfhídrico (-SH), que es similar al hidroxilo pero menos polar debido a que el azufre es menos electronegativo que el oxígeno. Se da un ejemplo de cómo estos grupos pueden estar presentes en una molécula más compleja como la fructosa, destacando la presencia de múltiples grupos hidroxilo y un grupo carbonilo (-C=O) en su estructura.
🧬 Grupos Funcionales en Biología: Aminoácidos y Ácidos Nucleicos
El segundo párrafo se centra en cómo los grupos funcionales como el carboxilo (-COOH) y el amino (-NH2) juegan un papel crucial en la estructura y las funciones de los aminoácidos y los ácidos nucleicos. Se describe cómo el carboxilo es ácido y puede donar protones, lo que lo hace susceptible de resonancia. Se menciona que el aminoácido leucina es un ejemplo de una molécula con un grupo carboxilo y un grupo amino, y se explica que estos grupos son importantes para la formación de enlaces covalentes y la interacción con otros moléculas. Además, se habla sobre la importancia del grupo fosfato en moléculas como el ATP y la ADN, destacando su capacidad para actuar como ácido y su papel en la transferencia de energía y la herencia genética.
🌐 Comprensión de los Grupos Funcionales en Moleculas Biológicas
El tercer párrafo resalta la importancia de comprender los grupos funcionales en las grandes y complejas moléculas biológicas. Se sugiere que, aunque las moléculas biológicas pueden ser complejas, su análisis revela la presencia de cadenas de carbono y grupos funcionales como los hidroxilo, carbonilo y carboxilo, que son esenciales para las propiedades y la función de estas moléculas. Se enfatiza que la capacidad de estos grupos para interactuar con otros grupos y su polaridad o hidrofobicidad son claves para la vida biológica.
Mindmap
Keywords
💡Hidrocarburos
💡Grupos funcionales
💡Hidroxilo
💡Alcohol
💡Sulfhidrico
💡Fructosa
💡Aminoácido
💡Carboxilo
💡Amino
💡Metilo
💡Fosfato
Highlights
Hidrocarburos son importantes como combustibles y se vuelven más interesantes al agregar grupos funcionales.
Grupo hidroxilo (-OH) unido a una cadena de carbono hace que la molécula sea un alcohol.
El etanol es un ejemplo de alcohol, con dos carbonos y un grupo hidroxilo.
Grupo hidroxilo es polar, disoluble en agua y puede formar puentes de hidrógeno.
Grupo sulfhídrico (-SH) es similar al hidroxilo pero con menos polaridad debido al azufre.
La molécula fructosa tiene varios grupos hidroxilo y uno carbonilo, lo que la hace polar.
Aminoácidos como la leucina tienen grupos carboxilo y amino, siendo importantes para el crecimiento de músculos.
Grupo carboxilo es ácido y puede donar protones, lo que lo hace polar.
Grupo amino en aminoácidos contiene nitrógeno, que puede formar enlaces con protones y ser ácido.
Grupo metilo (-CH3) es un carbono unido a tres hidrógenos, típicamente hidrofóbico.
Grupos fosfato son comunes en ATP y ADN, y son ácidos, especialmente cuando están protónados.
Los grupos funcionales son esenciales para entender las propiedades de las moléculas en biología.
La polaridad y la capacidad de formar puentes de hidrógeno son propiedades clave de los grupos hidroxilo y sulfhídrico.
La fructosa en forma de anillo es una molécula compleja con múltiples grupos hidroxilo.
Los aminoácidos son importantes en la formación de proteínas y tienen propiedades ácidas y básicas.
Los grupos metilo en las cadenas de carbono son generalmente no polares y contribuyen a la hidrofobicidad de las moléculas.
Los grupos fosfato son esenciales en la transferencia de energía y la sintaxis de ADN/ARN.
Transcripts
ya estuvimos hablando sobre los
hidrocarburos y dijimos que los
hidrocarburos son muy interesantes
especialmente si los usamos como
combustibles pero ahora las cosas se
pondrán más interesantes al agregarles
algunas otras cosas a eso que
agregaremos les llamaremos grupos
funcionales grupos funcionales mi
objetivo en este vídeo es darles un
repaso de los grupos funcionales más
comunes que se pueden encontrar unidos a
las cadenas de carbonos haciendo que las
moléculas sean más interesantes
biológicamente el primero que me
gustaría mostrarles es el grupo h aquí
tenemos un h unido a una cadena de
carbonos a este h se le conoce como
grupo hidroxilo hidroxilo y cuando está
unido a una cadena de carbonos como esta
y lo h convierte a toda la molécula en
un alcohol
qué es un alcohol y por si quieren saber
el nombre como esta molécula tiene dos
carbonos y es un alcohol tiene el
prefijo & vamos a escribirlo
por los dos carbonos primero escribimos
el prefijo ed porque tenemos dos
carbonos y el nombre completo es etanol
ok
dentro de las propiedades como aquí
tenemos un oxígeno que es muy electro
negativo unido a un hidrógeno y un
carbono como el oxígeno es más electro
negativo que el hidrógeno aquí tenemos
una carga parcial negativa y en el
hidrógeno tenemos una carga parcial
positiva también tenemos una en el
carbono pero como el hidrógeno es menos
electro negativo que el carbono podemos
decir que un grupo hidroxilo es polar y
como es polar lo podemos disolver en
agua es hidrofílico puede formar puentes
de hidrógeno
y algo similar ocurre con el grupo
funcional que tenemos aquí aunque tal
vez se pregunte hoy es que es similar
aquí sí tenemos azufre en lugar de
oxígeno bueno si observamos la tabla
periódica veremos que el azufre y el
oxígeno tienen 6 electrones de valencia
y les encanta tener electrones por eso
tienden a formar dos enlaces covalentes
a este grupo se le conoce como grupo
sulfhídrico sulfhídrico este es un grupo
muy parecido al grupo hidroxilo con la
diferencia de que el azufre es electro
negativo pero no tan electro negativo
como el oxígeno y también tenemos una
carga parcial negativa y una carga
parcial positiva solo que esto no es tan
polar como el grupo hidroxilo ahora
cuando tenemos un grupo sulfhídrico
unido a una cadena de carbonos cuando
tenemos una r aquí significa que tenemos
una cadena de carbonos y otras cosas
ejemplo si queremos generalizar un
alcohol podemos escribir r y después el
grupo hidroxilo o unido a una h en este
caso la letra r corresponde a todo esto
entonces esta r puede que no sea igual a
esto pero corresponde a una cadena de
carbonos ya sea solo de carbonos e
hidrógeno o incluso puede ser una que
contenga a otros grupos funcionales pero
vamos a enfocarnos en el grupo
sulfhídrico si ven algo como esto pueden
decir ok esto será polar pero no tan
polar como un grupo hidroxilo ahora de
este lado tenemos una molécula más
compleja pero muy común esta molécula es
azúcar fructosa
fructosa
esta es la fructosa cuando no tiene la
forma de un anillo si la ponemos en agua
fácilmente formará un anillo pero si no
podemos reconocer fácilmente los grupos
hidroxilo en este carbono tenemos un
grupo hidroxilo en este carbono también
tenemos un grupo hidroxilo en este
carbono grupo hidroxilo grupo hidroxilo
otro grupo hidroxilo en este carbono
pero este carbono que está unido con un
doble enlace a un oxígeno es un grupo
carbon hilo
este es un grupo carbón hilo carbón hilo
entonces en la cadena de carbonos del
azúcar todos los carbonos tienen un
grupo hidroxilo excepto este que tiene
un grupo carbon hilo y en este grupo
bueno ya dijimos que el oxígeno es más
electro negativo que el carbono así que
tenemos una carga parcial negativa aquí
y por acá tenemos una carga parcial
positiva
entonces esto también es polar en
realidad toda la molécula es polar
debido a los grupos hidroxilo pero esto
también tiene polaridad y como este
carbono tiene una carga parcial positiva
se encuentra disponible para un ataque
núcleo físico cuando estudian química
orgánica encontrarán cosas que pueden
compartir sus electrones por medio de
enlaces así que querrán formar un enlace
covalente con este carbono y tal vez uno
de esos pares de electrones se mueva
hacia el oxígeno pero hablaremos más
sobre eso cuando estudiemos los
mecanismos en química orgánica aquí lo
importante es que tenemos varios grupos
hidroxilo y un grupo carbón y lo ahora
esta molécula es un aminoácido se
encontrarán con muchos aminoácidos al
estudiar biología este en particular
tiene varias cosas muy interesantes
miren aquí tenemos un grupo muy
interesante
este es un carbono que podríamos pensar
que es parte de un grupo carbón hilo
pero también está unido a un grupo
hidroxilo cuando tenemos un carbono
unido con un doble enlace a un oxígeno y
después unido con un enlace simple a un
grupo hidroxilo entonces es un grupo car
box y lo este es un grupo car box y lo y
una de las propiedades de este grupo es
que es un ácido porque puede donar un
hidrógeno como al oxígeno le gusta
acaparar electrones puede quedarse con
los dos electrones y ser negativo y por
acá puede haber resonancia porque los
electrones se pueden mover en todo el
grupo dejando afuera al hidrógeno así
que esto puede donar un protón y por eso
se dice que es ácido
para el aminoácido la parte ácido se
refiere al grupo car box y los pero
también tenemos un grupo amino este es
un grupo amino y contiene un nitrógeno
este es el grupo amino por eso toda la
molécula es un aminoácido y bueno esta
es una forma general porque en realidad
el nitrógeno tiene un par de electrones
libres por aquí y este par de electrones
puede formar un enlace con otro
hidrógeno que se encuentre como unión
puede formar un enlace con otro
hidrógeno que sea unión positivo es
decir un protón así que tiene una carga
positiva pero bueno quitemos el guión
para que sólo tengamos una mina básica
toda esta molécula se llama leucina es
un aminoácido muy importante para el
crecimiento de los músculos y podemos
ver que consiste en una cadena de
carbonos un grupo car box y lo y un
grupo amino pero por ejemplo
si nos enfocamos en la parte conformada
por hidrocarburos la cadena principal
puede empezar ya sea en este carbono o
este supongamos que esta es la cadena
principal de carbonos si esta es la
cadena principal podemos decir que este
es un grupo metilo recuerden el prefijo
mets se refiere a un carbono aquí
tenemos un carbono unido a tres
hidrógenos este es un grupo metilo y en
general cuando tenemos un carbono unido
a otros carbonos todo eso es hidrofóbico
aquí no hay polaridad así que estas
partes de la molécula no se disolverán
fácilmente en agua y finalmente el
último grupo que tenemos y que se
encontrarán mucho en biología que
sobretodo los podemos encontrar en el
atp y el adn son los grupos fosfato todo
esto corresponde al grupo fosfato en
este caso está unido a un grupo r que
pueden ser cadenas
de carbonos con otras cosas y por acá
está unido a todos hidrógenos no siempre
tiene que estar unido a dos hidrógenos
pero cuando está unido a hidrógeno se
dice que está protón ado así que el
oxígeno acapara los electrones y deja
los hidrógenos en la solución entonces
podemos decir que el grupo fosfato es un
ácido ácido especialmente cuando está
protón ado y se considera un ácido
porque puede donar protones este fue
sólo un repaso de algunos grupos
funcionales que veremos en biología
generalmente encontraremos moléculas muy
grandes y complejas pero al analizarlas
encontraremos cadenas de carbonos grupos
hidroxilo grupos carbón y los grupos
amino grupos cars box y lo y podremos
suponer que esto es ácido es polar y
veremos que las diferentes partes de las
moléculas consisten en diferentes grupos
funcionales
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