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Química en la Salud Capítulo 3 - Átomo DIVERSIDAD EN LAS NORMAS DEL CARBONO Falta de hierro- anemia de yodo-hipotiroidismo u bocio, unos elementos conocidos como microminerales-cromo, cobalto y selenio se necesitan pocas cantidades en el organismo. Elementos-sustancias puras,no se descomponen en sustancias mas simples  Los átomos de carbono pueden ordenarse de diferentes formas para producir tipos distintos de sustancias de carbono. Dos formas:  Diamante: transparente y más duro que otra sustancia - Átomos ordenados en estructura rígida  Grafito: negro y blando - Átomos ordenados en hojas que se deslizan con facilidad unas sobre otras - Se usa como mina de lápiz, lubricante y en la fabricación de fibras de carbono que se usan para los palos de golf y raquetas de tenis  Buckministerfullereno o Buckybola - Cuando se estira produce un cilindro llamado nanotubo - Estructura en forma de jaula esférica - 60 átomos están ordenados como anillos de cinco y seis átomos que constituyen una estructura en forma de jaula esférica.

NOMBRES EN LATÍN DE ELEMENTOS DE USO CLÍNICO Natrium = sodio  Importante electrolito de líquidos corporales y células  Aumento de sodio sérico = hipernatremia - cuando se pierde agua debido a sudoración profusa, diarrea intensa o vómito o no se consume suficiente agua  Disminución de sodio sérico = hiponatremia - Cuando una persona ingiere cantidades abundantes de agua o soluciones para reponer líquidos. - Se presenta en insuficiencia cardíaca, insuficiencia hepática y malnutrición Potasio = kalium  Electrolito más común en el interior de la célula  Regula la presión osmótica, el equilibrio ácido-base, la excitabilidad nerviosa y muscular, así como el funcionamiento de las enzimas celulares  Potasio sérico: mide el potasio fuera de las células = 2% del potasio total corporal

 Aumento de potasio sérico = hiperkalemia - Cuando las células están muy lesionadas - Enfermedad de Addison: cuando el potasio no se excreta de manera adecuada  Disminución del potasio sérico = hipokalmia - Ocurre durante cuadros excesivos e vómito, diarrea,defectos tubular renales y tratamiento de glucosa o insulina Periodo(fila) Columna(grupo u familia) Representativos: las dos primeras columnas de la izquierda y las últimas seis de la derecha.1-A, 8-A Transicion: en el centro “B” Grupo 1-A metales alcalinos Metal brillante blando, conductores de calor y electricidad y tiene puntos de fusión bajosreaccionan con agua y forman productos blancos cuando se combinan con Oxígeno.

Grupo 2-A metales alcalinotérreos Metales brillantes su reactividad es menor.

Halogenos 7-A (17)

Gases nobles 8-A (18)

Especialmente fluor y cloro son enormemente reactivos y forman compuestos con la mayor parte de los elementos.

Baja reactividad y rara vez se combinan con otros.

Abajo existes dos hileras de 14 elementos que son parte de los periodos 6 y 7 –llamados Lantánido Metales Solidos,brillantes, cobre,oro,plata. Buenos conductores de calor y electricidad

No metales Brillactiles,ductibles o maleables, malos conductores de calor y electricidad-tienen muchos puntos de fusión bajos y baja densidad.

Metaloides Localizados a lo largo de la línea gruesa, B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po y At. Actúan como conductores o aislantes

ELEMENTOS ESENCIALES PARA LA SALUD  20 son esenciales para el bienestar y la supervivencia del cuerpo  4 elementos O, C, H y N son representativos Periodo 1 y 2 constituyen 96% de la masa corporal - Están en la dieta diaria (carbohidratos, grasas y proteínas)  H y O constituyen el 55 – 60% de la masa corporal  Macrominerales (Ca, P, K, Cl, S, Na y Mg) son representativos Periodo 3 y 4 - Intervienen en la formación de dientes y huesos - Mantenimiento del corazón y los vasos sanguíneos - Contracción muscular - Impulsos nerviosos - Equilibrio ácido-base de los líquidos corporales - Regulación de metabolismo celular - Están presenten es MENOR cantidad que los esenciales  Microminerales o elementos traza = Oligoelementos - Son elementos de Transición del periodo 4 junto con el Mo y el I del periodo 5 - Presentes en MUY PEQUEÑAS cantidades, menos de 100 mg - Ar, Cr y Se son tóxicos en niveles mas altos en el organismo - Estaño y Níquel son esenciales Electrón de valencia

Electrón en el nivel de energía mas alto de un átomo

Carácter metálico

Medida del cual fácilmente un elemento pierde un electrón de valencia

Energía de ionización

Energía necesaria para eliminar el último electrón firmemente enlazado del nivel de energía más externo de un átomo Tienen el mismo número atómico(protones) pero diferente número de neutrones. Idéntica al Helio ya que tiene dos protones y dos neutrones. Debe tener número de masa 4 ,un # atómico 2 y una carga de 2+ Es un electron de alta energía con carga de 1- ,#masa 0 , se forma cuando un neutrón en un núcleo inestable cambia un protón y un electrón Parecido a la beta, carga 1+,#masa 0,se produce por un núcleo inestable cuando un proton se transfoma en un neutrón y un positrón.

isotopo Partícula alfa Particula beta Positron

Capítulo 4 – Química Nuclear EMISORAES BETE EN MEDICINA Emisores Beta-isotopos radiactivos con importancia biológica –por ejemplo tratar una NEOPLASIA MALIGNA. Fosforo 32-trata leucemia,policitemia verdadera(una producción excesiva de eritrocitos) y linfomas. Hiero-59-la concentración sanguínea de hierro y la tasa de producción de eritrocitos en la médula ósea. RADIACIÓN Y ALIMENTOS  Enfermedades de Salmonella, Listeria y E. Coli causadas por alimentos contaminados

 E. Coli - Causa epidemias por la contaminación de carne molida de res, huevo, jugo de frutas, lechuga, espinaca y alfalfa  Agencia de Alimentos y Medicamentos FDA, aprobó el uso de 0.3 kGy – 1kGy de radiación producida por cobalto – 60 o Cesio – 137 para el tratamiento de los alimentos, parecida a la que se usa para esterilizar equipo médico  Jitomates, moras, fresas y hongos se irradian para poder cosecharlos cuando están maduros y así prolongar su vida en los anaqueles  FDA aprobó la irradiación de cerdo, aves de corral y res para reducir posibles infecciones y prolongar su vida OTROS MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO POR IMÁGENES  Tomografía computarizada (TC) - Escanea órganos como cerebro, pulmones y corazón - Permite identificar hemorragias cerebrales, tumores y atrofia(falta de desarrollo)  Formación de imágenes por resonancia magnética (IRM) - No utiliza radiación de rayos X - Método con menor penetración corporal (menos invasivo) - Útil para obtener imágenes de tejidos blandos que contienen grandes cantidades de átomos de hidrógeno en forma de agua - Átomos de hidrógeno constituyen el 63% de los átomos del cuerpo BRAQUITERAPIA o Implantación de Semilla  Usa una forma integrada de radioterapia  Braqui = corta distancia  Se distribuye una dosis alta de radiación en un área cancerosa determinada, mientras el tejido normal tiene daño mínimo  Braquiterapia permanente - Usado en cáncer de próstata - Colocar 40 o más capsulas de titanio que contiene yodo – 125, paladio – 103 o cesio – 131 radioactivos en el área maligna - Interfiere con la producción de células cancerosas  Braquiterapia temporal - Tratamiento para cáncer de próstata - Colocar agujas en el tumor que contienen iridio – 192 y se retiran después de 5 – 10 min - Puede suministrarse una dosis aún mayor que la braquiterapia permanente - Usada después de lupectomía de cáncer de mama - Se inserta un catéter con iridio – 192 en el espacio dejado por el tumor - No permanece material radioactivo en el cuerpo

Capítulo 5 – Compuestos y sus enlaces

ALGUNSO USOS DE LOS GASES NOBLES

  

usados para la obtención se sustancias no reactivas buzos usan mezcla de gases N y O para respirar bajo el agua

 

para evitar la nacrosis, se puede usar una mezclad e O y He Helio



cuando la presión bajo el agua es muy alta, el N es absorbido por la sangre y puede causar desorientación mental = nacrosis

-

Usado para llenar dirigibles y globos

-

En la actualidad se llenan con He

Se solían llenar con H, un gas más ligero, pero al entrar en contacto con cualquier chispa de calor, explotaba

Tubos de iluminación se llenan con gas Ne o Ar(ARGON)

ALGUNOS IONES IMPORTANTES EN EL CUERPO  Iones de los líquidos corporales tiene funciones fisiológicas y metabólicas importantes  Plátanos, leche, queso y papas proporcionan iones importantes para regular las funciones corporales

Ión

Ubicación Catión FUERA de la célula

Na+

Catión DENTRO de la célula

K+

Ca 2+

Catión FUERA de la célula 90% en huesos como Ca3(PO4)2 o CaCO3

Función Regular y controlar líquidos corporales

Regula líquidos corporales y funciones celulares

Principal catión del hueso, necesario para contracción muscular

Fuente 

Escasez    

  

Sal de mesa Queso Pepinillos Papas fritas Pretzels Plátanos Jugo de naranja Leche Ciruelas Papas

    

Leche Yogur Queso Verduras Espinaca

 

     

    

 

Hiponatermia Ansiedad Diarrea Insuficiencia circulatoria Disminución de líquido corporal Hipokalemia (hipopotasemia ) Letrago Debilidad muscular Falla de impulsos neurológicos Hipocalcemia Hormigueo en puntas de dedos Calambres musculares Osteoporosis

Exceso  Hipernatremi a  Poca orina  Sed  Edema

 Hiperkalemia (hiperpotase mia)  Irritabilidad  Náusea  Poca orina  Para cardíaco  Hipercalcemia  Músculos relajados  Cálculos renales  Dolor óseo profundo

Mg 2+

Catión FUERA de la célula 70% en los huesos Anión FUERA de la célula

Cl-

Esencial para ciertas enzimas, músculos, control nervioso Regula jugos gástricos Anión del jugo gástrico

  



Nueces Granos enteros Clorofila en plantas verdes Sal de mesa

   

Desorientación Hipertensión Temblores Pulso lento

 Somnolencia

   

Hiponatermia Ansiedad Diarrea Insuficiencia circulatoria Disminución de líquido corporal

 Hipernatremi a  Poca orina  Sed  Edema



Capítulo 6 – Reacciones químicas y cantidades EL ESMOG Y LA SALUD  Dos tipos de Esmog - Esmog Fotoquímico - Necesita luz solara para iniciar reacciones que producen contaminantes como óxidos de nitrógeno y ozono - Más prevalente en las ciudades donde la gente depende de carros - Cuando N2 y O2 reaccionan, el producto es NO2 (óxido de nitrógeno), gas pardo rojizo que es irritante para los ojos y dañino para el aparato respiratorio - Cuando las moléculas de NO2 se exponen a la luz solar se convierten en NO y un átomo de O - Los átomos de O son tan reactivos que te combinan con moléculas de oxígeno en la atmósfera = Ozono - Estratósfera = atmósfera superior - el ozono protege contra la radiación UV - Atmósfera inferior - el ozono irrita los ojos y el aparato respiratorio, donde causa tos, reduce el funcionamiento pulmonar y produce fatiga - causa el deterioro de tejidos, agrieta el caucho, daña árboles y cultivos - Esmog industrial o de Londres - Ocurre en áreas donde se quema carbón que contiene azufre y se emite el producto indeseado, dióxido de azufre - El SO2 es dañino para las plantas y es corrosivo para metales con el acero, dañino para seres humanos y puede causar deterioro pulmonar y dificultades respiratorias

-

El SO2 reacciona en el aire para formar SO3, produce lluvia ácida - incrementa el ácido sulfúrico en ríos y lagos, lo que incrementa la acidez del agua, lo que reduce la capacidad de los animales y plantas para sobrevivir.

CELDAS DE COMBUSTIBLE: ENERGÍA LIMPIA PARA EL FUTURO      

son una fuente alternativa de energía eléctrica no agota las reservas de petróleo genera producto que no contaminan la atmósfera son una forma limpia de producir energía los reactivos entran continuamente a la celda, lo que genera una corriente eléctrica en AUTOMÓVILES, se usa la celda de combustible hidrógeno – oxígeno - las moléculas de oxígeno se reducen a iones de óxido que se combinan con los iones de hidrógeno para formas agua  tiene repercusiones económicas convertir los automóviles para que puedan funcionar con celdas de combustible - se tiene que gastar energía para producir el combustible hidrógeno - puede lograrse con energía solar o eólica - el subproducto es agua - podrán sustituir a las baterías

COMPRESAS FRÍAS Y COMPRESAS CALIENTES  Compresas frías - reducen inflamación de una lesión, eliminan calor de la inflamación o reducir el tamaño de los capilares para aminorar el efecto de hemorragia - contiene Nitrato de amonio sólido (NH4NO3) que al mezclarse con agua se vuelve fría - temperatura de 4 – 5°C, reacción endotérmica  Compresa caliente - relajar músculos, aminorar dolores y calambres y mejorar la circulación al expandir el tamaño de los capilares - contiene sal como CaCl2, que al mezclarse con agua se vuelve caliente - temperatura de 66°C

Químicas en el Ambienten Capítulo 3 - Átomo TOXICIDAD DEL MERCURIO  Elemento plateado brillante, líquido a temperatura ambiente  Se introduce en el cuerpo cuando se inhala, cuando entra en contacto con la piel o cuando se ingiere en alimentos  La exposición prolongada daña el cerebro, los riñones, causar retraso mental y reducir el desarrolla físico  Pruebas de sangre, orina y cabello  Bacterias convierten mercurio en metilmercurio tóxico, que ataca al SNC  FDA (Food Drug Administration) estableción el máximo de mercurio en comida marina: 1mg = 1ppm  Pez espada, tiburón y atún tiene altos niveles de merurio (sólo 1 vez por semana)  1950 Minamate y Niigata = peores incidente de enveneamiento por mercurio  Intoxicación disminuyó 75% cuando se excluyó de las pinturas y pesticidas BOMBILLAS FLOURESCENTES AHORRADORAS DE ENERGÍA  Bombillas fluorescentes compactas (CFL, compact flourescent light) - Tiene vida más larga (1 año) - Usan menos electricidad - Mezcla de mercurio con gas Argón - Tiene 4mg de Mercurio - Para desecharlas deben llevarse a un centro de reciclaje  Bombilla incandescente - Delgado filamento de tugsteno - Cuando llega a 2300°, da luz blanca - 1- 2 meses de vida TOXICIDAD DEL MERCURIO -

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Elemento plateado brillante-liquido, se introduce en el cuerpo cuando se inhala como vapor, contacto con la piel ,se ingiere alimentos o agua contaminada con mercurio. Destruye proteínas y altera el funcionamiento celular. Daña el cerebro y los riñonescausa retraso y reduce el desarrollo físico. Muestra de sangre, orina y cabello. Bacterias de los tipos de agua(dulce y mar) pasan mercurio-metilmercurio tóxico— ataca el SNC. Pez espada, tiburón atun-tiene niveles altos de mercurio.

Capítulo 4 – Química Nuclear RADÓN EN LOS HOGARES  Isótopos de Radón-226 se presentan de manera natural - En rocas y suelos - Emite partícula alfa que se convierte en gas radón, que se difunde de las rocas y el suelo al ambiente - El gas desaparece en el aire - Si se inhala puede causar cáncer de pulmón - EPA (Environmental Protection Agency), recomienda que el nivel máximo sea de 4 picocurios por litro de aire en los hogares DATACIÓN DE OBJETOS ANTIGUOS  Datación radiológica - Técnica usada por geólogos, arqueólogos e historiadores - Determinar la edad de objetos antiguos - Se mide la cantidad de carbono – 14, una forma radiactiva de carbono que existen en la naturaleza - El carbono – 14 se convierte en dióxido de carbono, el cual es absorbido por las plantas, al morir, se detiene la absorción  Radioisótopo uranio – 238 - Tiene una vida media muy larga, aprox 4 mil millones de años - Permite determinar la edad de las rocas  Datación con carbono - Científicos usan la vida media del carbono (5730 años), para calcular el tiempo transcurrido desde que murió la planta - Sirvió para determinar los rollos del Mar Muerto, que tienen aprox 2000 años de antigüedad PLANTAS DE ENERGÍA NUCLEAR  Cantidad de uranio – 235 producida se mantiene debajo del nivel crítio, por lo que no puede sostener una reacción en cadena  El calor proveniente de la fisión controlada sirve para producir vapor.  El vapor impulsa el generador que produce electricidad  10% de la energía de EEUU es producida por plantas de Energía nuclear  Problemas - Producción de subproductos radiactivos que tiene vidas largas, como el plutonio – 239, con una vida media de 24000 años