0:00:00.610,0:00:01.350
Caso você esteja se perguntando,

0:00:01.350,0:00:08.350
é assim que começa o mais revolucionário curso de biologia de todos os tempos.

0:00:08.380,0:00:12.169
Venha aprender sobre ligações covalentes, iônicas e de hidrogênio.

0:00:12.169,0:00:13.579
E que tal orbitais atômicos?

0:00:13.579,0:00:14.700
e a regra do octeto?

0:00:14.700,0:00:18.070
e o que tudo isso tem a ver com um louco chamado Gilbert Lewis?

0:00:18.070,0:00:23.170
Está tudo contido aqui.

0:00:23.170,0:00:30.170
Olá, meu nome é Hank

0:00:31.789,0:00:33.970
Eu presumo que você esteja aqui porque é interessado em biologia.

0:00:33.970,0:00:37.370
e se você é, isso faz sentido porque

0:00:37.370,0:00:42.599
como qualquer boa música do 50 cent, biologia trata basicamente de sexo e de não morrer.

0:00:42.600,0:00:45.960
E todo mundo que está assistindo deve estar interessado em sexo e em não morrer.

0:00:45.960,0:00:49.149
considerando que você seja, eu presumo, um ser humano.

0:00:49.149,0:00:52.800
Eu vou dar este curso de biologia de uma maneira distinta de todos os cursos que você

0:00:52.800,0:00:53.500
já viu em sua vida.

0:00:53.500,0:00:57.130
Por exemplo, eu não vou passar a primeira aula

0:00:57.130,0:00:59.739
falando sobre como eu vou dar o resto do curso.

0:00:59.739,0:01:02.860
Eu simplesmente vou começar a te ensinar, tipo, agora.

0:01:02.860,0:01:04.890
E talvez eu diga mais uma coisinha antes de começar

0:01:04.890,0:01:06.690
Sim, eu vou!

0:01:06.690,0:01:10.720
É que, se eu estiver indo muito rápido para você, a melhor coisa do Youtube é

0:01:10.720,0:01:12.770
que você pode voltar

0:01:12.770,0:01:14.530
e assistir de novo e de novo se estiver confuso.

0:01:14.530,0:01:17.140
Com sorte, vai ficar menos confuso.

0:01:17.140,0:01:20.360
E você até pode pular as partes que já sabe.

0:01:20.360,0:01:23.780
Outra dica, você também pode usar os números do seu teclado para se deslocar

0:01:23.780,0:01:24.650
no vídeo.

0:01:24.650,0:01:28.869
E eu prometo, você pode fazer isso comigo o quanto quiser e eu realmente não vou ligar.

0:01:28.869,0:01:31.840
Um grande professor uma vez me disse que para entender um assunto de verdade

0:01:31.840,0:01:36.280
você tem que entender um pouco do nível de complexidade que está logo abaixo desse assunto.

0:01:36.280,0:01:39.290
E o nível de complexidade que está logo abaixo da biologia é a química.

0:01:39.290,0:01:43.640
A menos que você seja um bioquímico, e nesse caso você vai alegar que é a bioquímica.

0:01:43.640,0:01:48.990
De todo modo, nós vamos ter que saber um pouco de química para atravessarmos a biologia.

0:01:48.990,0:01:51.920
E então, meus amigos, é aí que vamos começar.

0:01:51.920,0:01:56.040
Eu sou uma coleção de moléculas orgânicas chamada Hank Green.

0:01:56.040,0:01:59.229
Moléculas orgânicas são uma classe de moléculas que contêm carbono.

0:01:59.229,0:02:04.150
E o carbono é essa pequena namoradeira sexy na tabela periódica.

0:02:04.150,0:02:06.479
quer dizer, você sabe...

0:02:06.479,0:02:08.119
desinteressada em monogamia.

0:02:08.119,0:02:09.489
Uma Jezebel. Um pouco andarilha. Atrevida.

0:02:09.489,0:02:11.920
E quando eu digo que o carbono é pequeno quero dizer que

0:02:11.920,0:02:14.500
como um átomo, é relativamente pequeno.

0:02:14.500,0:02:18.569
Possui 6 protons e 6 neutrons, logo seu peso atômico total é 12.

0:02:18.569,0:02:20.250
Devido a isto, o carbono não ocupa muito espaço.

0:02:20.250,0:02:25.760
E então o carbono pode se moldar em anéis bizarros, e folhas e espirais

0:02:25.760,0:02:27.599
e ligações duplas e até triplas.

0:02:27.599,0:02:32.790
Pode fazer todo tipo de coisa que um átomo mais corpulento jamais conseguiria fazer.

0:02:32.790,0:02:37.730
É basicamente o equivalente atômico de uma ginasta olímpica.

0:02:37.730,0:02:42.340
E só consegue fazer todas essas coisas maravilhosas, vistosas e elegantes porque é meio pequenino.

0:02:42.340,0:02:44.470
E também se diz que o carbono é ...

0:02:44.470,0:02:48.160
o que é uma coisa interessante de se dizer sobre um átomo.

0:02:48.160,0:02:49.560
Não é como alguns outros elementos que estão

0:02:49.560,0:02:52.020
tentando desesperadamente fazer o que podem

0:02:52.020,0:02:53.590
para preencher suas orbitais atômicas.

0:02:53.590,0:02:56.620
Não, o carbono sabe ficar sozinho, e por isso não é

0:02:56.620,0:02:59.300
''Por favor! Eu faço qualquer coisa por seus elétrons!''

0:02:59.300,0:03:02.340
carente como o flúor, ou o cloro, ou o sódio são

0:03:02.340,0:03:05.050
Elementos como o cloro se forem inalados literalmente rasgam o seu interior em pedaços.

0:03:05.050,0:03:10.150
e o sódio, o sódio é tão insano que se você colocá-lo na água ele explode.

0:03:10.150,0:03:10.950
O carbono, porém...

0:03:10.950,0:03:11.660
Meh

0:03:11.660,0:03:15.609
Ele quer mais elétrons, mas não vai matar ninguém para consegui-los.

0:03:15.610,0:03:18.569
Ele faz e quebra ligações como um rato de shopping center de 13 anos de idade.

0:03:18.569,0:03:20.220
E nem sequer guarda rancor.

0:03:20.220,0:03:26.080
Carbono também é, como eu já mencionei, um pouco promíscua, porque ela precisa de quatro elétrons adicionais

0:03:26.080,0:03:28.790
e para tanto vai criar ligações com praticamente qualquer um que esteja no caminho.

0:03:28.790,0:03:32.679
E também porque precisa de quatro elétrons ela vai se ligar com dois, ou três

0:03:32.680,0:03:35.450
ou até quatro dessas coisas ao mesmo tempo.

0:03:35.450,0:03:39.859
E o carbono está disposta e interessada em se ligar com muitas moléculas distintas

0:03:39.860,0:03:42.060
como hidrogênio, oxigênio, fósforo, nitrogênio,

0:03:42.060,0:03:43.940
ou até outras moléculas de carbono.

0:03:43.940,0:03:46.230
E pode fazer isso em configurações infinitas.

0:03:46.230,0:03:52.179
possibilitando que seja o principal átomo de estruturas complicadas que compõem coisas vivas como nós.

0:03:52.180,0:03:57.900
e porque o carbono é essa combinação perfeita de pequena, simpática e um pouco promíscua

0:03:57.900,0:04:00.390
a vida é baseada inteiramente neste elemento

0:04:00.390,0:04:02.929
Carbono é o pilar da biologia

0:04:02.930,0:04:07.349
É tão fundamental que os cientistas têm enorme dificuldade de

0:04:07.349,0:04:10.750
até mesmo considerar uma vida que não é baseada em carbono.

0:04:10.750,0:04:15.159
E vida só é possível na terra porque o carbono está sempre flutuando em nossa atmosfera.

0:04:15.159,0:04:16.709
na forma de dióxido de carbono.

0:04:16.709,0:04:19.769
Então é importante notar, que quando eu falo sobre carbono se ligando com outros elementos.

0:04:19.769,0:04:23.169
Não estou falando realmente sobre sexo, é só uma analogia útil.

0:04:23.169,0:04:29.080
Carbono, por si só, é um átomo com 6 prótons, 6 nêutrons e 6 elétrons.

0:04:29.080,0:04:32.849
Átomos, possuem camadas eletrônicas, e eles precisam que estas camadas estejam preenchidas

0:04:32.849,0:04:35.099
para serem átimos felizes e satisfeitos.

0:04:35.099,0:04:37.779
Então carbono, tem um total de 6 elétrons, sendo 2 da primeira camada

0:04:37.779,0:04:38.729
e portanto está totalmente feliz

0:04:38.729,0:04:41.650
E 4 dos 8 que precisa para preencher a segunda camada.

0:04:41.650,0:04:43.419
Carbono forma um tipo de ligação que nós chamamos de covalente.

0:04:43.419,0:04:46.369
Ocorre quando átomos estão na verdade compartilhando elétrons uns com os outros.

0:04:46.369,0:04:51.020
Então no caso do metano, que é basicamente o composto de carbono mais simples

0:04:51.020,0:04:55.080
Carbono está compartilhando seus 4 elétrons, em sua camada mais externa, com 4 átomos de hidrogênio.

0:04:55.080,0:04:59.188
Átomos de hidrogênio só possuem 1 elétron, então eles querem sua primeira orbital S preenchida.

0:04:59.189,0:05:01.759
O carbono compartilha seus 4 elétrons como esses 4 hidrogênios.

0:05:01.759,0:05:04.599
E esses 4 hidrogênios compartilham cada um 1 elétron com o carbono.

0:05:04.599,0:05:05.490
E então todo mundo fica feliz.

0:05:05.490,0:05:10.589
Na química e na biologia, isto é frequentemente representado pelo que chamamos de Notação de Lewis

0:05:10.589,0:05:16.649
Meu deus estou na cadeira!

0:05:16.649,0:05:19.490
Estou na cadeira e há um livro

0:05:19.490,0:05:21.949
Aparentemente eu tenho algo para te dizer que está neste livro.

0:05:21.949,0:05:25.869
Que é um livro chamado Lewis: Ácidos e Bases

0:05:25.869,0:05:27.180
Por Hank Green

0:05:27.180,0:05:30.229
Gilbert Lewis, o cara que inventou a Notação de Lewis

0:05:30.229,0:05:33.008
também é o cara por trás dos ácidos e bases de Lewis

0:05:33.009,0:05:35.129
e ele foi nomeado para o prêmio Nobel

0:05:35.129,0:05:37.449
35 vezes.

0:05:37.449,0:05:40.300
Isto é mais nomeações que qualquer um já recebeu na história

0:05:40.300,0:05:43.559
E o número de vezes que ele ganhou foi aproximadamente o mesmo número de vezes

0:05:43.559,0:05:45.939
que todo mundo no mundo ganhou

0:05:45.939,0:05:46.629
Que é...zero.

0:05:46.629,0:05:48.770
E isto realmente desagradava ao Lewis

0:05:48.770,0:05:52.639
É como um jogador de baseball que tem mais acertos que qualquer outro jogador da história

0:05:52.639,0:05:53.460
Mas nenhum home run.

0:05:53.460,0:05:56.188
Ele pode até ser o químico mais influente de todos os tempos.

0:05:56.189,0:06:00.050
Ele cunhou o termo fóton, ele revolucionou o que pensamos sobre ácidos e bases

0:06:00.050,0:06:02.309
e ele produziu a primeira molécula de água pesada.

0:06:02.309,0:06:06.409
Ele foi a primeira pessoa que concebeu a ligação covalente da qual estávamos falando justo

0:06:06.409,0:06:06.659
agora.

0:06:06.499,0:06:10.819
Gilbert Lewis morreu só em seu laboratório enquanto trabalhava com compostos de cianeto.

0:06:10.819,0:06:14.029
Após ter almoçado com um colega mais jovem e mais carismático

0:06:14.029,0:06:17.869
que ganhou o prêmio Nobel e que havia trabalhado no projeto Manhattan.

0:06:17.869,0:06:21.129
Muitos suspeitam que ele se matou com os compostos de cianeto com os quais ele estava trabalhando

0:06:21.129,0:06:25.029
mas o médico legista alegou ataque do coração, sem realmente investigar a fundo.

0:06:25.029,0:06:27.719
Eu disse tudo isso porque

0:06:27.719,0:06:34.699
A pequena Notação de Lewis que nós usamos para representar como átomos se ligam uns com os outros.

0:06:34.699,0:06:40.460
é algo que foi criado por um louco gênio problemático.

0:06:40.460,0:06:43.989
Não é uma coisa científica abstrata que sempre existiu.

0:06:43.990,0:06:45.830
É uma ferramenta pensada por um cara

0:06:45.830,0:06:48.568
e que foi tão útil que nós a utilizamos desde então.

0:06:48.569,0:06:52.179
Na biologia, a maioria dos compostos podem ser representados na notação de Lewis.

0:06:52.179,0:06:52.998
E é assim que ela funciona:

0:06:52.999,0:06:56.869
Estas estruturas basicamente mostram como átomos se ligam para formar moléculas.

0:06:56.869,0:06:59.050
E umas das regras de outro a serem utilizadas quando você está fazendo estes diagramas

0:06:59.050,0:07:02.289
é que os elementos que nós estamos trabalhando reagem uns com os outros de tal maneira

0:07:02.289,0:07:05.469
que cada átomo termina com 8 elétrons em sua camada mais externa (camada de valência).

0:07:05.469,0:07:07.179
Esta é a chamada Regra do Octeto.

0:07:07.179,0:07:11.628
Porque os átomos querem completar seus octetos de elétrons para ficarem felizes e satisfeitos.

0:07:11.629,0:07:15.319
Oxigênio tem 6 elétrons em seu octeto e precisa de mais 2, que é o motivo pelo qual temos H2O.

0:07:15.319,0:07:16.809
Ele também pode se ligar com carbono

0:07:16.809,0:07:17.909
que precisa de 4

0:07:17.909,0:07:21.558
Então você tem 2 ligações duplas com 2 átomos diferentes de oxigênio, e você acaba com CO2

0:07:21.559,0:07:26.449
Aquele bendito gás do aquecimento global e também a coisa que torna toda a vida na Terra possível.

0:07:26.449,0:07:29.809
Nitrogênio tem 5 elétrons em sua camada de valência. E é assim que nós os contamos:

0:07:29.809,0:07:32.949
Há 4 representantes. Cada um deles quer 2 átomos.

0:07:32.949,0:07:37.349
E assim como pessoas que entram em um ônibus, elas preferem começar não sentando umas perto das outras.

0:07:37.349,0:07:41.050
Eu não estou brincando, eles não se enfileiram até que realmente precisem.

0:07:41.050,0:07:44.809
Então para a felicidade máxima, nitrogênio se liga com 3 hidrogênios, formando amônia.

0:07:44.809,0:07:49.379
Ou com 2 hidrogênios e ligado a outro grupo de átomos, que chamamos de grupo amina.

0:07:49.379,0:07:54.489
E se este grupo amina é ligado com um carbono que é ligado a um grupo carboxila ácido.

0:07:54.489,0:07:56.679
então você terá

0:07:56.679,0:07:57.568
um aminoácido.

0:07:57.569,0:07:59.149
Você já ouviu falar disso, certo?

0:07:59.149,0:08:03.860
Ás vezes elétrons são compartilhados igualmente dentro de uma ligação covalente como a que ocorre no O2

0:08:03.860,0:08:09.009
Essa é chamada uma ligação covalente apolar. Mas frequentemente um dos participantes é mais ganancioso.

0:08:09.009,0:08:12.449
Na água, por exemplo, a molécula de oxigênio suga os elétrons

0:08:12.449,0:08:15.649
e eles gastam mais tempo com o oxigênio do que com os hidrogênios.

0:08:15.649,0:08:18.059
Isto cria uma carga ligeiramente positiva ao redor dos hidrogênios.

0:08:18.059,0:08:20.309
e uma carga ligeiramente negativa ao redor do oxigênio.

0:08:20.309,0:08:25.419
Quando algo possui uma carga, nós dizemos que ela é polar. E possui um pólo positivo e um pólo negativo.

0:08:25.419,0:08:27.149
E portanto é uma ligação covalente polar.

0:08:27.149,0:08:31.110
Agora vamos falar um momento sobre um tipo completamente diferente de ligação, que é a

0:08:31.110,0:08:31.610
ligação iônica.

0:08:31.610,0:08:34.289
Ocorre quando, ao invés de compartilharem elétrons

0:08:34.289,0:08:39.059
átomos doam ou aceitam completamente átomos ou elétrons de um outro átomo.

0:08:39.059,0:08:41.549
e eles vivem felizes como um átomo carregado.

0:08:41.549,0:08:43.578
E na verdade não existe átomo carregado.

0:08:43.578,0:08:46.160
Se um átomo tem uma carga, então é um íon.

0:08:46.160,0:08:50.610
Átomos em geral preferem ser neutros, mas comparado com ter um octeto completo, não é

0:08:50.610,0:08:51.319
lá grande coisa.

0:08:51.319,0:08:56.290
Assim como nós escolhemos ser emocionalmente equilibrados ou sexualmente satisfeito

0:08:56.290,0:08:59.849
átomos as vezes fazem alguns sacrifícios por aquele octeto.

0:08:59.850,0:09:04.240
O mais comum composto iônico em nossa vida cotidiana é o sal.

0:09:04.240,0:09:05.550
Cloreto de Sódio. NaCl.

0:09:05.550,0:09:09.149
A coisa, apesar de sua deliciosidade, como mencionei antes

0:09:09.149,0:09:13.449
é composto por dois elementos muito obscenos. Sódio e Cloro.

0:09:13.449,0:09:17.109
Cloro é que nés chamamos de um halógeno, que é um elemento que só precisa de um elétron

0:09:17.110,0:09:18.190
para preencher o seu octeto.

0:09:18.190,0:09:23.329
E sódio é um metal alcalino, o que significa que ele possui apenas um elétron em seu octeto.

0:09:23.329,0:09:26.459
Então cloro e sódio estão tão próximos de ficarem satisfeitos

0:09:26.459,0:09:32.420
que eles vão alegremente destruir tudo em seu caminho para satisfazer o seu octeto.

0:09:32.420,0:09:36.029
E portanto, não há melhor situação do que

0:09:36.029,0:09:38.930
juntar cloro e sódio, e tê-los amando um ao outro.

0:09:38.930,0:09:40.649
Eles imediatamente transferem seus elétrons

0:09:40.649,0:09:44.199
para que o cloro não fique com um a mais, e o cloro preencha o seu octeto.

0:09:44.199,0:09:48.089
Eles se tornam Na+ e Cl- e são tão carregados que quando se juntam

0:09:48.089,0:09:50.699
nós chamamos a junção de ligação iônica.

0:09:50.699,0:09:53.529
É exatamente como quando você tem dois amigos doidos

0:09:53.529,0:09:57.709
e é bom deixá-los juntos para que eles deixem de te encher o saco.

0:09:57.709,0:09:59.189
O mesmo ocorre com o sódio e o cloro.

0:09:59.190,0:10:01.839
Se você juntar os dois, eles não vão incomodar ninguém.

0:10:01.839,0:10:04.720
E de repente, eles não querem mais destruir, eles só querem ser deliciosos.

0:10:04.720,0:10:06.990
Alterações químicas como essa são cruciais.

0:10:06.990,0:10:10.649
Lembre-se, cloro e sódio, apenas um segundo atrás, estavam definitivamente te matando, mas agora

0:10:10.649,0:10:11.529
eles são saborosos.

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Agora estamos chegando à última ligação que vamos discutir

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em nossa introdução à química, e é a ligação de hidrogênio.

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Imagine que você lembra da água, eu espero que você não se esqueceu da água.

0:10:22.290,0:10:25.319
Uma vez que a água está unida em uma ligação covalente polar

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a parte do hidrogênio é carregada positivamente e a parte do oxigênio é carregada negativamente.

0:10:29.329,0:10:30.719
Então quando moléculas de água se movem por aí

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nós geralmente pensamos nelas como perfeitamente fluidas, mas na verdade elas se grudam um

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pouco.

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o lado do hidrogênio para o lado do oxigênio.

0:10:36.279,0:10:40.889
You pode até mesmo ver isso com seus olhos se você encher um tanto um copo de água

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que ele vai formar uma bolha no topo. A água vai se agregar no topo.

0:10:45.310,0:10:50.060
Estas são as ligações covalentes polares ''colando'' as moléculas de água umas às outras

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de tal modo que elas não derramam exatamente na borda do copo.

0:10:52.550,0:10:56.139
Estas relativamente fracas ligações de hidrogênio ocorrem em todo tipo de componentes químicos.

0:10:56.139,0:11:00.199
elas não ocorrem apenas na água. E elas também possuem um papel vital nas proteínas.

0:11:00.199,0:11:04.050
Que são compostos que basicamente compõem todo nosso corpo.

0:11:04.050,0:11:07.829
Uma última coisa para se notar é que ligações, mesmo ligações covalentes, ligações iônicas

0:11:07.829,0:11:09.229
mesmo dentro de sua própria classe

0:11:09.230,0:11:11.759
frequentemente possuem forças muito diferentes.

0:11:11.759,0:11:15.300
E nós tendemos a escrevê-los com uma pequena linha.

0:11:15.300,0:11:20.490
mas esta linha pode representar uma ligação covalente muito muito forte ou uma ligação covalente relativamente

0:11:20.490,0:11:20.990
fraca.

0:11:20.990,0:11:23.110
As vezes, ligações iônicas são mais formas que ligações covalentes

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embora geralmente não seja o caso, e as forças das ligações covalentes variam brutalmente.

0:11:28.069,0:11:33.180
Como estas ligações são criadas e rompidas é extremamente importante para a vida.

0:11:33.180,0:11:37.719
E para nossas vidas. Criar e romper ligações é, na verdade, a chave para a vida

0:11:37.720,0:11:43.300
e também a chave para a morte. Por exemplo, se você ingerir sódio metálico.

0:11:43.300,0:11:45.569
Mantenha isso em mente na medida em que avançamos pela biologia:

0:11:45.569,0:11:48.540
Mesmo a pessoa mais sexy que você já conheceu em sua vida

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é só uma coleção de compostos orgânicos vagando em torno de um saco de água.

0:11:55.529,0:11:56.360
Hora da revisão!

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Agora nós temos uma tabela de conteúdos.

0:11:58.149,0:12:00.079
Que, eu sei, supostamente deve vir no começo das coisas.

0:12:00.079,0:12:03.839
Mas nós somos revolucionários aqui nós vamos fazer diferente.

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Então você pode clicar em qualquer uma destas coisas aqui

0:12:05.870,0:12:09.560
e poderá voltar para revisar o que aprendeu

0:12:09.560,0:12:10.839
ou o que não aprendeu.

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E se você tem perguntas, por favor favor favor favor favor

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escreva-as nos comentários e nós iremos respondê-las

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Então obrigado por juntar-se a nós.

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Foi uma prazer, foi um prazer trabalhar com vocês hoje.