PARTEA I

BIOFIZICA MOLECULAR1

CURSUL 1Sisteme de uniti de msur. unit sur Transformri. Transform ri.2

Msurare a mrimilor fizice

Exprimare n unitile de msur potrivite (mrimi adimensionale)

Sistem Internaional de Uniti (SI) Unit(1960, a 11-a Conferin General de Msuri i Greuti) mrimi fundamentale mrimi derivate (aria, volumul, densitatea, viteza etc.) mrimi suplimentare (unghi plan i unghi solid)3

1.

1

Mrimi fundamentale ale S.I.Mrime fizic lungime mas timp intensitatea curentului electric temperatur absolut cantitate de substan intensitate luminoas Unitate de msur metru kilogram secund amper Kelvin mol candel Simbol m kg s A K mol Cd

4

Unitatea de lungime (metrul)

a 107 parte din distana dintre Polul Nord i Ecuator (1792); distana dintre dou repere gravate n vecintatea capetelor unei bare confecionate dintr-un aliaj de platin i iridiu (Biroul Internaional de Msuri i Greuti) ; lungimea drumului parcurs de lumin n vid, n timp de 1 / 299.792.458 secunde (1983)5

Unitatea de masUnitatea fundamental (kilogramul) masa unui litru de ap aflat la presiune atmosferic normal i temperatura de 3,98oC (1799); masa unui cilindru avnd nlimea i diametrul egale cu 39 mm, confecionat dintr-un aliaj de platin i iridiu (Biroul Internaional de Msuri i Greuti) (1799) Unitatea secundar (unitatea atomic de mas) a 12-a parte din masa izotopului 12C (1961). 1 u. = 1 Da = 1,6605402 1027 kg

6

1.

2

Ordinul de mrime328.460.587 = 3,28 108

108

Exemple: Exemple:134527 = ? 0,000572 = ?

Multipli, submultipli

1 cm = 10 2 m

1 kg = 10 3 g8

Prefix multipli / submultipliPrefix submultiplu Simbol Factor conversie Prefix multiplu Simbol Factor conversie pico p 1012 da 101 nano micro n 109 h 102 106 kilo k 103 mili m 103 mega M 106 centi deci c 102 giga G 109 d 101 tera T 1012

deca hecto

9

Prefix submultipliPrefix submultiplu Simbol Factor conversie pico p 1012 nano micro n 109 106 mili m 103 centi deci c 102 d 101

1 A = 10 10 m

o

10

1.

3

Prefix multipli

Prefix multiplu Simbol Factor conversie

deca hecto da 101 h 102

kilo k 103

mega M 106

giga G 109

tera T 1012

11

1 m = 102 cm ? cm 1 dm = 102 mm ? mm

+ 1 m = 105 dm ? dm 1 mm = ? m m 10312

Excepii: Excepii:1 min. = 60 s 1 h = 60 min = 3600 s 1 zi = 24 h = 1440 min. = 86400 s

Sistem Tolerat de Uniti (C.G.S) UnitMrime fizic lungime mas timp Unitate de msur centimetru gram secund Simbol cm g s13

1.

4

Mrimi fizice scalare, vectoriale. scalare, vectoriale.Mrimile scalare se specific prin valorile lor numerice(temperatura, timpul, masa, numrul de molecule etc.)

Mrimile vectoriale sunt definite prin:

m = 2 kg

-modulul, care reprezint valoarea sa numeric, fiind un numr strict pozitiv egal cu lungimea segmentului orientat r prin care se reprezint mrimea vectorial;

F= F =4N

- direcia, reprezentat prin dreapta purttoare; - sensul, specificat printr-o sgeat marcat laextremitatea segmentului orientat.14

Teoria atomist a structurii materiei Democrit (460 i.e.n) i.e.n) ATOMOS = INDIVIZIBIL Modelul mingii de biliard (1803)

atom = sfer rigid indivizibil

John Dalton15 (1766 1844)

Modelul cozonacului cu stafide (1904) stafide 1906 Premiul Nobel n Fizic (descoperirea electronului i studii legate de conducia electric n gaze)

Joseph John Thomson (1856 1940) electroneutralitatea atomului !16

1.

5

Modelul Rutherford (1911) 1908 Premiul Nobel n Chimie (cercetri n domeniul dezintegrrii elementelor i chimia substanelor radioactive)

Ernest Rutherford17 (1871 1937)

nucleu de mici dimensiuni concentrat n centru i electroni care graviteaz n jurul nucleului18

Modelul Bohr (1913) 1922 Premiul Nobel n Fizic (studii legate de structura atomului)

Niels Bohr (1885 1962)

19

1.

6

Modelul norului electronic 1932 Premiul Nobel n Fizic - fondator al mecanicii cuantice - principiul de incertitudine

Werner Heisenberg (1901 1976)20

1933 Premiul Nobel n Fizic - fondator al mecanicii cuantice - ecuaia lui Schrdinger

Erwin Schrdinger (1887 1961)21

STRUCTURNUCLEUA Z X

238 92 U

(99,9 %)

PROTONI NEUTRONI NOR ELECTRONIC ELECTRONI

mp = 1 u. qp = + e mn = 1 u. qn = 0

me = 1/1835 u. qe = - e

1 u. = 1,66 10 -27 kg;

e = 1,6 10 -19 C 22

1.

7

Dmitri Ivanovich Mendeleev (1834 1907)

23

The Museum of Natural History New York, USA24

Atomul de heliu

25

1.

8

orbitali de tip s

26

px

py

pz

orbitali de tip p

27

orbitali de tip d

28

1.

9

orbitali de tip f29

FORE INTRAMOLECULARE FORLEGTURA IONIC LEGTURA COVALENT ENERGIA DE LEGTUR LEG TUR|W| = ENERGIA NECESAR RUPERII LEGTURII |W| STABILITATEA 30

LEGTURA IONICMECANISM:Atracia electrostatic ntre ioniF= qq 1 1 2 4 o r r 2

Legea lui Coulomb

EXEMPLU:NaCl Na (Z = 11): 1s2 2s2 2p6 3s1 Cl (Z = 17): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 [Ne] 3s1 [Ne] 3s2 3p5

ENERGIE DE LEGTUR: LEG TUR10 100 kcal/mol (1 cal = 4,18 J)31

1.

10

Na

1e

Na +

119 kcal/mol 84 kcal/mol

Cl

+1e Cl

energia potenial de interaciune electrostatic dintre ioni 188 kcal/mol

d = 2,76 energia de legtur la NaCl 153 kcal/mol32

CARACTERISTICI:DURITATE TEMPERATUR DE TOPIRE RIDICAT TEMPERATUR RIDICAT DISOCIERE N AP (PENTRU AP r = 80) AP AP

N AER (r = 1) (

Faer =

1 4 o1

q1q2 r2 q1q2 Faer = 80 r233

N AP (r = 80) AP

Fapa =

4 o r

34

1.

11

LEGTURA COVALENTMECANISM:Punere n comun de electroni

TIPURI: Dup direcia de ntreptrundere Legtur , 10 100 kcal/mol Legtur , 30 70 kcal/mol

Dup simetrieo Legtur polar (atomi diferii) o Legtur nepolar (atomi identici)35

36

EXEMPLE:legturi covalente simple: polare: HCl, HF, HBr, NH3, CH4 nepolare: H2, Cl2 legturi covalente duble: CO2, C2H4 , O2 legturi covalente triple: C2H2 , N2 legturi coordinative: NH4+ 37

1.

12

38

1.

13