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¡El carbono! elemento esencial para la vida

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Química    ~    Comentarios Comments (9)

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Habeis pensado por qué hay vida en el Universo? : Blog de Emilio ...

En la Tierra primigenia se encontraban presentes todos los elementos esenciales para la vida. Sobre la base del Carbono y con la ayuda de otros, la presencia de una atmósfera, la radiación del Sol que daba luz y calor al planeta, los océanos y otros muchos ingredientes (como la distancioa desde la Tierra al Sol) hicieron posible el surgir de aquella primera célula replicante que dió comienzo a la fascinante aventura de la vida.

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No pocas veces nos hemos podido preguntar que, dadas las condiciones que imperaban en la Tierra hace cuatro mil millones de años, ¿que probabilidades había de que surgiera la vida? Lo más fácil sería responder que la Vida era inevitable, como lo demuestra el simple hecho de que nosotros estemos aquí. Es obvio que la vida sí se inicio y que nuestra presencia la testifica pero, ¿tenía que iniciarse? O, preguntado de otra manera, ¿era inevitable la emergencia de la vida a partir de un caldo químico o cualquier otra cosa, contando con millones de años?

Nadie conoce la respuesta a esa pregunta. El origen de la vida puede haber sido también, una extraordinaria “carambola”, un accidente químico de enorme improbabilidad, un suceso tan poco probable que nunca sucedería dos veces en todo el universo. O quizá haya sido tan poco notable y tan predeterminada como la formación de los cristales de sal. ¿Cómo podemos saber que explicación es la correcta?

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En algún momento del pasado de la Tierra, estimado en aproximadamente 2.500 – 3.500 millones de años, tuvo lugar lo que denominamos revolución oxigénica, durante la cual las cianobacterias produjeron tanto oxígeno que la atmósfera y los océanos quedaron literalmente saturados de este nuevo compuesto químico. Tal producción de oxígeno afectó drásticamente a la biósfera del planeta.

BiosferaAlcanza la Tierra su mayor velocidad

Antes de la revolución oxigénica, pocos organismos estaban adaptados para vivir en presencia de oxígeno abundante; las moléculas de oxígeno actuaban como un veneno, reaccionando con las moléculas orgánicas complejas y degradándolas. Debido a esto, la mayor parte de la vida existente en ese momento debió quedar exterminada; las cianobacterias serían responsables de una gran extinción masiva.

Sabemos que la vida terrestre está basada en algunas moléculas muy complicadas con estructuras cuidadosamente elaboradas, incluso en los organismos simples, el ADN contiene millones de átomos. La secuencia exacta de los átomos es crucial. No se puede tener una secuencia arbitraria porque el ADN es un manual de instrucciones para conseguir un organismo y, si cambiamos algunos átomos se pondrá en peligro toda la estructura del organimo.Claro que pensar en manejar aminoácidos al azar y obtener la secuencia correcta para formar una molécula de proteína por accidente…es complicado. Las probabilidades en contra de producir las proteínas por puro azar son del orden de 1040000 contra 1 seguido de cuarenta mil ceros, cuya escritura completa necesitaría de muchas hojas en blanco para ser reflejada. Fred Hoyle, siempre hacía esta comparación: “Un ensamblaje expontáneo de la vida sería lo mismo y tendría las mismas probabilidades que si un Tornado barriera un depósito de chatarra y oridujera un Boeing 747 listo para funcionar.

Cómo mantenerse seguro durante un tornado - Especiales CDC - CDC ...Depósito DE Chatarra Fotografías de stock - FreeImages.com

La supervivencia del Jumbo 747 de Boeing, en entredicho

La inmensa complejidad que el misterio de la vida conlleva, nos ha llevado a pensar en la posilidad extraterrestre y en otros múltiples modelos que, de alguna manera, nos puedieran alcarar ese origen que tan afanosamente buscamos sin éxito…de momento. Algunas personas sienten que algo tan básico como nuestra propia existencia  no puede deberse a un azar químico, y que barrer el problema bajo la alfombra con la palabra “accidente” es una manera de escabullirse. A veces se cita el principio de mediocridad: no hay nada especial o excepcional en nuestro lugar en el Universo. La Tierra parece un planetas típico alrededor de una estrella típica en una galaxia típica. Si eso es así (que lo), ¿por qué no sería, también típica la vida en la Tierra?

Leyendas urbanas I: ¿Gira la Tierra alrededor del Sol o es al ...

Pero, a todo esto, por mucho que hayamos podido elucubrar sobre el tema, lo ciert0 es que, no podemos contestar la pregunta: ¿Por qué y cómo realmente, llegamos aquí, y, si también podemos estar en otros mundos?

La enorme variedad de formas, colores, comportamientos, composición…, que acompaña a los objetos, incluidos los vivientes, sería una consecuencia de la riqueza en la información que soportan las moléculas (y sus agregados) que forman parte de dichos objetos. Ello explicaría que las moléculas de la vida sean en general de grandes dimensiones (macromoléculas). La inmensa mayoría de ellas contiene carbono. Debido a su tetravalencia y a la gran capacidad que posee dicho átomo para unirse consigo mismo, dichas moléculas pueden considerarse como un esqueleto formado por cadenas de esos átomos.

MOLECULAS DE CARBON by Miguel Angel Velez Palacio - issuu3: Estructura molecular del dióxido de silicio (silica ...Fósforo, El Fósforo Blanco, Oneplus One imagen png - imagen ...

Polaridad de las moléculas

El carbono no es el único átomo con capacidad para formar los citados esqueletos. Próximos al carbono en la tabla periódica, el silicio, fósforo y boro comparten con dicho átomo esa característica, si bien en un grado mucho menor.

Refiriéndonos al silicio,  señalaremos que las “moléculas” que dicho átomo forma con el oxígeno y otros átomos, generalmente metálicos poseyendo gran nivel de información, difieren en varios aspectos de las moléculas orgánicas, es decir, de las que poseen un esqueleto de átomos de carbono.

El silicio púede configurar muchas formas y, no creo que entre ellas se puedan encontrar las vivientes, ya que, el átomo de silicio no llega a tener las amplias propiedades que tiene el Carbono. Sin embargo, no son pocos los que opinan que puede existir alguna clase de vida basada en el silicio y, desde luego, aunque no lo crea probable tampoco tengo conocimientos suficientes para poder negarlo. ¿quién sabe lo que por ahí fuera pueda existir en esos mundos perdidos en la lejanía del espacio?

Silicatos y su Importancia para el ser Humano – qumicaryfApuntes Geología General: Clasificación de los minerales

El mundo de los silicatos es de una gran diversidad, existiendo centenares de especies minerológicas. Esas diferencias se refieren fundamentalmente a que el enlace químico en el caso de las moléculas orgánicas es covalente, y cuando se forma la sustancia correspondiente (cuatrillones de moléculas) o es un líquido, como es el caso de los aceites, o bien un sólido que funde fácilmente. Entre las moléculas que lo forman se ejercen unas fuerzas, llamadas de Van der Waals, que pueden considerarse como residuales de las fuerzas electromagnéticas, algo más débiles que éstas. En cambio, en los silicatos sólidos (como en el caso del topacio) el enlace covalente o iónico no se limita a una molécula, sino que se extiende en el espacio ocupado por el sólido, resultando un entramado particularmente fuerte.

Al igual que para los cristales de hielo, en la mayoría de los silicatos la información que soportan es pequeña, aunque conviene matizar este punto.  Para un cristal ideal así sería en efecto, pero ocurre que en la realidad el cristal ideal es una abstracción, ya que en el cristal real existen aquí y allá los llamados defectos puntuales que trastocan la periodicidad espacial propia de las redes ideales. Precisamente esos defectos puntuales podían proporcionar una mayor información.

Nanotubos de carbono

Si prescindimos de las orgánicas, el resto de las moléculas que resultan de la combinación entre los diferentes átomos no llega a 100.000, frente a los varios millones de las primeras. Resulta ranozable suponer que toda la enorme variedad de moléculas existentes, principalmente en los planetas rocosos, se haya formado por evolución de los átomos, como corresponde a un proceso evolutivo. La molécula poseería mayor orden que los átomos de donde procede, esto es, menor entropía. En su formación, el ambiente se habría desordenado al ganar entropía en una cierta cantidad tal, que arrojarse un balance total positivo.

               El Carbono es tan importante en nuestras vidas que, incluso podría incidir en nuestro futuro.

No puedo dejar pasar la oportunidad, aunque sea de pasada, de mencionar las sustancias.

Las así llamadas, son cuerpos formados por moléculas idénticas, entre las cuales pueden o no existir enlaces químicos. Veremos varios ejemplos.  Las sustancias como el oxígeno, cloro, metano, amoníaco, etc, se presentan en estado gaseoso en condiciones ordinarias de presión y temperatura. Para su confinamiento se embotellan, aunque existen casos en que se encuentran mezcladas en el aire , como en la imagen que sigue.

Qué son las moléculas? Icarito

En lugares como este, podemos encontrar los más variados elementos y sustancias que la química estelar ha elaborado para que sea posible que esa dinámica universal nos lleve hasta la vida. La radiación ultravioleta de las estrellas jóvenes masivas que surgen de estas inmensas nebulosas ionizan los átomos del material circundante que brillan. Los vientos estelares conforman figuras extrañas y a veces adquieren una exótica belleza conformando figuras increibles.

Ilustración De La Molécula De Oxígeno En El Fondo Blanco Aislado ...Cl2 Cloro 3d Molécula Aislada En Blanco Ilustraciones Vectoriales ...

Determinacion de la formula de la molecula de metano. Compuestos ...

La química no es una exclusiva de los tubos de ensayo de los laboratorios. Acordaos de que ya en 1969 fueron descubiertas moléculas de amoníaco y agua en el espacio exterior. ¿Cómo llegaron allí? Los astrónomos saben desde hace mucho tiempo que el espacio no está completamente vacío, Los vacíos interestelares contienen nubes más o menos densas de gas y polvo en las que nacen las estrellas y los mundos y, las energías presentes por medio de vientos estelares, radiación UV y la Gravedad, hace que transformaciones químicas se produzcan para cambiar unos elemetos sencillos en otros más complejos. El espacio, por su contenido, las fuerzas y energías y la gravedad que están presentes, es como un inmenso laboratorio espacial en el que ocurren cosas…interesantes. Las Nebulosas son criaderos de estrellas y…mucho más.

Determinación de la fórmula de la molecula de Amoniaco. Compuestos ...

En cualquier caso, un gas como los citados consiste en un enjambre de las moléculas correspondientes. Entre ellas no se ejercen fuerzas, salvo cuando colisionan, lo que hacen con una frecuencia que depende de la concentración, es decir, del número de ellas que están concentradas en la unidad de volumen; número que podemos calcular conociendo la presión y temperatura de la masa de gas confinada en un volumen conocido.

Decía que no existen fuerzas entre las moléculas de un gas. En realidad es más exacto que el valor de esas fuerzas es insignificante porque las fuerzas residuales de las electromagnéticas, a las que antes me referí, disminuyen más rápidamente con la distancia que las fuerzas de Coulomb; y esta distancia es ordinariamente de varios diámetros moleculares.

Fuerzas de Coulomb

Podemos conseguir que la intensidad de esas fuerzas aumente tratando de disminuir la distancia media entre las moléculas. Esto se puede lograr haciendo descender la temperatura, aumentando la presión o ambas cosas.  Alcanzada una determinada temperatura, las moléculas comienzan a sentir las fuerzas de Van der Waals y aparece el estado líquido; si se sigue enfriando aparece el sólido. El orden crece desde el gas al líquido, siendo el sólido el más ordenado. Se trata de una red tridimensional en la que los nudos o vértices del entramado están ocupados por moléculas.

estructura del agua en los tres estados de la materia , si alguien ...Los tres estados de la materia que generan vida – Vida en el Universo

Todas las sustancias conocidas pueden presentarse en cualquiera de los tres estados de la materia (estados ordinarios y cotidianos en nuestras vidas del día a día). Otros estados, como el plasma, sólo se producen en los laboratorios o en el espacio interestelar. De hecho, es el estado más común de la materia en el Universo, todas las estrellas están hechas de material que debido a las altísimas temperaturas, han adquirido el estado de plasma. Puede que existan otros estados de la materia en situaciones poco conocidas y también estaríamos hablando del espacio exterior en el que, pudieran existir estrellas Quarks y Gluones formando una especie de materia extraña.

 

Estos son los estados de la materia que siempre nos enseñaban en el Colegio, sin embargo, hay otros que, menos conocido no están presentes en nuestra vida cotidiana y sólo se forman en condiciones especiales que, generalmente, no están presentes en nuestra atmósfera.

Si las temperaturas reinantes en las estrellas alcanzan miles de millones de grados, el estado de la materia es el plasma, el material más común del universo. Esa otra clase de materia a la que llamamos materia oscura (si finalmente existe)  no sabemos en qué estado estará o de qué está conformada.

Astrónomos registam "explosão mortífera" em estrela recém-nascida ...

 Plasma en ebullición en la superficie del Sol

En condiciones ordinarias de presión, la temperatura por debajo de la cual existe el líquido y/o sólido depende del tipo de sustancia. Se denomina temperatura de ebullición o fusión la que corresponde a los sucesivos equilibrios (a presión dada) de fases: vapor ↔ líquido ↔ sólido. Estas temperaturas son muy variadas, por ejemplo, para los gases nobles son muy bajas; también para el oxígeno (O2) e hidrógeno (H2). En cambio, la mayoría de las sustancias son sólidos en condiciones ordinarias (grasas, ceras, etc).

Las sustancias pueden ser simples y compuestas, según que la molécula correspondiente tenga átomos iguales o diferentes. El número de las primeras es enormemente inferior al de las segundas.

El concepto de molécula, como individuo físico y químico, pierde su significado en ciertas sustancias que no hemos considerado aún. Entre ellas figuran las llamadas sales, el paradigma de las cuales es la sal de cocina.

El problema de la sal refinadaLos usos gastronómicos de la sal | Hosteleriasalamanca.es

10 variedades de sal en nuestra cocina5 formas utilitarias para emplear la sal de cocina en casa | Radio ...

Se trata de cloruro de  sodio, por lo que cualquier estudiante de E.G.B. escribiría sin titubear su fórmula: Cl Na. Sin embargo, le podríamos poner en un aprieto si le preguntásemos dónde se puede encontrar aisladamente individuos moleculares que respondan a esa composición. Le podemos orientar diciéndole que en el gas Cl H o en el vapor de agua existen moléculas como individualidades. En realidad y salvo casos especiales, por ejemplo, a temperaturas elevadas, no existen moléculas aisladas de sal, sino una especie de molécula gigante que se extiende por todo el cristal. Este edificio de cristal de sal consiste en una red o entramado, como un tablero de ajedrez de tres dimensiones, en cuyos nudos o vértices se encuentran, alternativamente, las constituyentes, que no son los átomos de Cl y Na sino los iones Cl- y Na+.  El primero es un átomo de Cl que ha ganado un electrón, completándose todos los orbitales de valencia; el segundo, un átomo de Na que ha perdido el electrón del orbital s.

“Propiedades físicas” es una expresión de significado muy amplio: engloba todas las propiedades de las sustancias relacionadas a fenómenos físicos. No tendría ningún sentido intentar estudiar todas las propiedades físicas a la vez; apenas para enumerarlas todas juntas ya sería consumidas a un espacio enorme.

En general establecemos objetivos de naturaleza práctica para delimitar nuestros estudios: las propiedades físicas que nos interesan en este momento son aquellas que utilizamos corrientemente en los trabajos comunes de laboratorio, como punto de fusión, punto de ebullición, solubilidad. Estas propiedades están fuertemente asociadas con las fuerzas que mantienen las moléculas unidas unas a las otras, las que son llamadas fuerzas intermoleculares.

Fuerzas intermoleculares de atracción

Los puentes de hidrógeno son especialmente fuertes entre las moléculas de agua y son la causa de muchas de las singulares propiedades de esta sustancia. Los compuestos de hidrógeno de elementos vecino al oxígeno y de los miembros de su familia en la tabla periódica, son gases a la temperatura ambiente: CH4, NH3, H2S, H2Te, PH3, HCl. En cambio, el H2O es líquida a la temperatura ambiente, lo que indica un alto grado de atracción intermolecular. En la figura 6 se puede ver que el punto de ebullición del agua es 200 ºC más alto de lo que cabría predecir si no hubiera puentes de hidrógeno. Los puentes de hidrógeno juegan también un papel crucial en la estructura del ADN, la molécula que almacena la herencia genética de todos los seres vivos.

Variación de los puntos de ebullición de los hidruros moleculares.
Figura 6. Variación de los puntos de ebullición de los hidruros moleculares.

 

Fuerzas Intermoleculares

 

El enlace que atrapa los átomos dentro de una molécula es el enlace covalente. Las fuerzas de atracción entre las moléculas son de naturaleza eléctrica. Fuerzas gravitacionales también existen, pero podemos despreciarlas por ser mucho menores que las fuerzas eléctricas. Analicemos ahora, las fuerzas que existen entre las moléculas. Estas fuerzas pueden ser divididas en dos tipos: Fuerzas de Van der Waals y Puente de Hidrógeno

Fuerzas de Van der Waals

Fuerzas de Van Der Waals

Las fuerzas de atracción o repulsión entre entidades moleculares (o entre grupos dentro de la misma entidad molecular) diferentes de aquellas que son debidas a la formación de enlace o la interacción electroestática de iones o grupos iónicos unos con otros o con moléculas neutras.

Estudiemos los tipos principales:

Fuerza entre dipolos permanentes: Si la molécula de la sustancia contiene un dipolo permanente (debido a la polaridad de uno o más de sus enlaces covalentes), entonces podemos fácilmente ver como esas moléculas se atraen unas a otras: el lado positivo del dipolo de una molécula atrae al lado negativo del dipolo de la otra molécula. Esta fuerza existe, por tanto, entre moléculas polares (μ total ≠ 0).

Ejemplo:

 

Enlaces de hidrógeno y fuerzas de van der Waals | QuimitubeFuerzas intermoleculares

 

 

 

Fuerzas de London o fuerzas de dispersión: Es cuando las moléculas no contienen dipolos (son apolares). Entonces, como es que logran atraerse? Pensemos en una molécula como una entidad no estática, pero conteniendo electrones en constante movimiento; es razonable pensar que en un determinado momento la distribución en esa molécula puede no ser perfectamente simétrica y aparecen entonces pequeños dipolos instantáneos en este momento.

Esos dipolos desaparecerán en muy poco tiempo, pudiendo llevar a una molécula neutra o a otros dipolos, inclusive contrarios, pero en un corto espacio de tiempo en que ellos existen pueden inducir a la formación de dipolos contrarios en la molécula vecina, llevando a las dos a atraerse mutuamente.

Ejemplo:

 

Fuerzas Intermoleculares: clasificación y característicasPolaridad de las moléculas y fuerzas intermoleculares - ppt video ...

 

Enlaces de Hidrógeno o Puentes de Hidrógeno: El átomo de hidrógeno tiene propiedades especiales por ser un átomo muy pequeño, sin electrones en el interior: por dentro de la capa de valencia existen apenas el núcleo del átomo y el protón.

Una de las propiedades que solo el átomo de hidrógeno presenta es la capacidad de ejercer una fuerza de atracción intermolecular llamada enlace de hidrógeno, o puente de hidrógeno. El enlace de hidrógeno solo puede ocurrir cuando el hidrógeno estuviese enlazado a un átomo pequeño y muy electronegativo: apenas F, O, N satisface las condiciones necesarias.

Cuando el hidrógeno esta enlazado a un átomo muy electronegativo, la densidad electrónica en torno del protón se establece bastante baja, esta parte de la molécula es entonces fuertemente atraída por los pares de electrones del F, O, N de otra molécula, estableciendo el enlace de hidrógeno.

Ejemplo:

 

Los puentes de hidrógeno en el agua (artículo) | Khan AcademyPuente de h

 

 

Científicos de Austria recientemente publicaron un trabajo sobre la denominada fuerza de van der Waals, responsable de mantener unidas determinadas sustancias químicas a superficies metálicas. Este estudio revela que varios modelos para la interacción entre películas orgánicas y finas capas metálicas en las que se colocan deben ser revisados. Dentro de las aplicaciones se encuentra la fabricación de semiconductores orgánicos, mucho más flexibles que los actuales inorgánicos.

Cuando los átomos de Cl y Na interaccionan por aproximarse suficientemente sus nubes electrónicas, existe un reajuste de cargas, porque el núcleo de Cl atrae con más fuerza los electrones que el de Na, así uno pierde un electrón que gana el otro. El resultado es que la colectividad de átomos se transforma en colectividad de iones, positivos los de Na y negativos los de Cl. Las fuerzas electromagnéticas entre esos iones determinan su ordenación en un cristal, el ClNa. Por consiguiente, en los nudos de la red existen, de manera alternativa, iones de Na e iones de Cl, resultando una red mucho más fuerte que en el caso de que las fuerzas actuantes fueran de Van der Waals. Por ello, las sales poseen puntos de fusión elevados en relación con los de las redes moleculares.

Dejamos aquí el paseo por el fascinante mundo de la Química que, como la Física, es un universo en sí mismo.

emilio silvera


  1. Sin Carbono… ¿Habría surgido la Vida? : Blog de Emilio Silvera V., el 16 de enero del 2014 a las 9:09

    [...] surgido la Vida? : Blog de Emilio Silvera V. en ¿Sembrar la vida en el Universo?emilio silvera en ¡El carbono! elemento esencial para la vidaImportancia del carbono en ¡El carbono! elemento esencial para la vidaemilio silvera en La vecindad [...]

 

  1. 1
    abdel majluf
    el 6 de junio del 2010 a las 5:30

    Amigo Emilio, junto con recibir mis cordiales saludos, te escribo porque dentro de muy poco relizaré una muestra interactiva, que será el primer gran acercamiento de nuestra ciudadania con la astronomía, tendremos, proyectores de cine, charlas, planetarios moviles, muestra de póster, actividades didacticas, regalos de los observatorios, sonidos del universo, museo astronómico, en fín una gran cantidad de cosas que harán de este evento algo único en nuestra región, pero sabes, tu has de ser un grn inspirador para mi, tal vez mi mentor, y me encantaría poder proyectar un video de alguna charla tuya o si es sin imagen y solo con sonido no importa, sería para mi, un gran honor poder mostrar algo de mi profe, y por otro lado, debo realizar la charla de inauguración. Apelo a tu capacidad de divulgación y enseñanza para ver en que me puedes ayudar, enviame tus comentarios a mi correo, inversam1@vtr.net

    Esta será mi primer mega evento y necesito la ayuda de un grande como tu.
    Saludos cordiales.
    Abdel Majluf

    Responder
  2. 2
    Emilio Silvera
    el 11 de agosto del 2011 a las 9:03

    Amigo Abdel, no sabes como siento encontrarme con esta entrada tuya después de psado el tiempo pero, no siempre estoy pendiente de lo que aquí se dice y de las entradas. Cuando puedo, estoy y trato de contestar a lo que buenamente puedo y, en esta oportunidad, siento no haber estado más conexionado con tu proyecto.

    En la próxima, cuenta conmigo.

    Un abrazo amigo.

    Responder
  3. 3
    Abdel Majluf
    el 12 de agosto del 2011 a las 2:58

    Emilio, bueno fue todo un exito la exo-astronomía, asistieron mas de 8 mil personasen un poco mas de un mes, dictamos cerca de 70 charlas y 20 conferencias.
    posteriomente vino la semana mundial del espacio, donde tuvimos una asistencia de cerca de 1400 asistentes a las actividades, entre charlas y conferencias y terminamos con el congreso nacional de astronomía, donde como miembro del jurado seleccionamos a las academias que nos representarian en competencias internacionales.

    Bueno, espero poder contar con algo tuyo para la próxima, pero no te dare tregua, pues la semana mundial del espacio es entre el 4 y 10 de octubre, a si que desde ya, espero cmiences a realizar algo con lo que me puedas cooperar.

    Un saludo cordial

    Abdel majluf

    Responder
    • 3.1
      emilio silvera
      el 12 de agosto del 2011 a las 7:30

      Estimado amigo:
      En primer lugar te felicito por el éxito obtenido que es bien merecido por la labor de divulgación que realizas.
      E segundo lugar decirte que en el próximo contaras con varios trabajos míos que podrás poner, exhibir o publicar donde mejor te parezca.
      Y, para finalizar, te diré que me gustó el trabajo que presentas en tu pagina sobre la antimateria, y, para no dejarlo huerfano, lo he acompañado de un pequeño comentario en el que te dejo la reseña de cómo se pudo obtener la primera antomateria en el Acelerador del CERN y que, gracias a ella, se detectaron los Bosones W y Z y se confirmó la teoría electrodébil.
      Un abrazo.

      Responder
  4. 4
    emilio silvera
    el 8 de noviembre del 2011 a las 18:44

    ¡El Carbono!
    Porque el átomo de C tiene 4 electrones en la órbita externa, un número par y simétrico, aunque insuficiente, pues se necesitan 8 electrones para lograr la estabilidad de un gas perfecto. Puesto que 4+4 son 8, los átomos de carbono se unen como eslabones, y así se originan los compuestos en cadena característicos del carbono. Como los electrones pueden ponerse en 3 posiciones distintas, se forman otras cadenas con distintos números y posiciones, y se origina la variedad típica de compuestos del carbono.
    Los átomos de carbono no se unen solamente por pares, sino que pueden añadir un tercero, un cuarto y hasta un vigésimo átomo, que es por lo que se originan las llamadas cadenas, características de los compuestos del carbón. Cuanto más larga es la cadena, tanto más densa es la molécula. El metano (1 eslabón) es el gas volátil de los pantanos; él etano (2 eslabones), la sustancia madre del éter; las cadenas de 5 a 7 eslabones son las gasolinas; las de 10 eslabones, el petróleo; la de 15, la parafina semisólida; las de 25, los aceites lubrificantes y las de más de 30, el alquitrán. Estas cadenas, que se componen de carbono C e hidrógeno H, se llaman hidrocarburos. El automóvil nos demuestra la gran extensión que han adquirido aquéllos en la vida moderna: con los hidrocarburos ligeros lo impulsamos; con los intermedios lo engrasamos; con los pesados asfaltamos las carreteras por las que se mueve.
    La búsqueda de vida en otros mundos está basada en varias premisas, y la primera de ellas es que cualquier forma de vida debe ser similar a la que única que conocemos, la que existe en nuestro planeta. Puede pensarse que somos muy rígidos al negar la existencia de otras formas de vida diferentes, pero hay motivos para pensar así. En particular, la Comunidad Científica en general está convencida de que toda la vida estará basada en estas dos Semillas de Vida: el carbono y el agua. Uno de los motivos para pensar ello es la abundancia de los elementos en el universo. El carbono, junto con el nitrógeno y el oxígeno, son elementos ligeros muy abundantes. Son los más abundantes después del hidrógeno y el helio. El helio no forma compuestos, por lo que no puede formar parte de la vida. Y el hidrógeno está en al agua (formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno).
    La vida en la Tierra está basada en el carbono, hasta tal punto que no conocemos ningún compuesto relacionado con la vida en el que no esté presente (la única excepción podría ser el agua). El carbono presenta unas propiedades químicas muy interesantes. Las reglas por las que se rige el Universo son las mismas en todas partes, y, si eso es así (que lo es), seguramente la vida que pueden existir en otros mundos, también estarán basadas en el Carbono, el elemento de la vida. Sin embargo, no por ello negamos otras posibilidades.
    Hidrógeno, Helio, Oxígeno, Nitrógeno…CARBONO. Estos cinco elementos son los más abundantes en el Universo y, desde luego, el único que podemos elegir para la vida, dadas sus esenciales características, es el Carbono.
    ¿Y no hay algún otro que, sin ser tan abundante, sea lo suficientemente abundante para tenerlo en cuenta? El mejor candidato es el silicio, elemento muy abundante en las rocas y, por lo tanto, en cualquier planeta tipo terrestre. El silicio forma, con el oxígeno la sílice, que forma las arenas de las playas. Y la mayoría de las rocas son silicatos, es decir derivados de sílice. Además, el silicio tiene valencia 4, igual que el carbono.
    ¿Puede haber vida basada en el silicio? Es difícil.
    Empezando porque el silicio no forma cadenas ni redes consigo mismo. Es un átomo demasiado grande para poder formar ese tipo de estructuras. Lo más parecido son las estructuras con oxígeno como unión entre dos átomos de silicio; se forman así cadenas y redes tridimensionales de gran tamaño, pero el resultado es casi siempre una roca. Estos compuestos de silicio y oxígeno (es decir de sílice) carecen de las complejidades de los compuestos de los seres vivos, son demasiado simples; además, son todos sólidos insolubles, que sólo reaccionan estando fundidos a temperaturas del orden de 1.000ºC (temperaturas típicas de la lava fundida, pero no de los seres vivos). Sólo existen unos compuestos de silicio que tienen algunas propiedades conocidas en los compuestos de los seres vivos; son las siliconas, compuestos de silicio, carbono, oxígeno e hidrógeno. Podrían existir siliconas en algún ser vivo, pero si nos fijamos bien, ya se nos coló el carbono por el camino… De todos modos, todos los compuestos de silicona conocidos son artificiales, no se conoce ninguno en un ser vivo.
    Claro que, Carbono sí pero, sin olvidar el Agua…el otro elemento esencial para la vida.
     

    Responder
  5. 5
    Emilio Silvera
    el 16 de noviembre del 2013 a las 6:14

    Lo cierto es que, la Naturaleza, el Universo, se ha comportado y ha hecho todo aquello que era preciso para la que Vida, hiciera acto de presencia. Y, llegados a ese punto, lo que nos podemos preguntar es si, ¿en la inmensidad del Cosmos “infinito”, sólo en la Tierra está presente la vida? Sabiendo como sabemos que las leyes del Universo son las mismas en tas partes y que en todas la regiones del Universo ocurren las mismas cosas, suceden los mismos hechos y se producen eventos similares (en general), sería muy simple pensar que la vida, está aquí como algo exclusivo, cuando en realidad, debe ser cosa corriente en muchos mundos.

    Otra cosa será qué clase de vida podrá existir por ahí fuera. Algunas formas serán parecidas a la nuestra y otras, como es de esperar, diferirán en mucho pero, no se por qué razón creo que, la vida en el Universo, siempre estará basada en el Carbono.

    Responder
  6. 6
    AstronomoAfici.
    el 31 de marzo del 2014 a las 21:55

    Hola,

    Me gustaría saber qué gases expulsaría en la atmósfera una criatura basada en el Silicio o que tipo de substancias.

    Se supone que toda forma de vida deja rastros de su existencia en alguna parte.

    Gracias 

    Responder
  7. 6.1
    emilio silvera
    el 16 de enero del 2014 a las 8:51

    Precisamente por todo eso que nos explica (y algunas cosillas más), el Carbono es un elemento tan esencial para muchísimas cosas que podemos ver en la Naturaleza y, muy especialmente, para la Vida. Como está más que comprobado, en el Universo todo marcha según un ritmo y unas cadencias que están marcados por las leyes que lo rigen todo y las constantes universales que hemos podido llegar a descubrir, y, siendo así (que lo es), no parece descaballedo pensar que, todas las formas de vida inteligente que pueda existir en el Universo, excepto alguna rara excepción de alguna clase de vida vegetativa, tiene que estar basada, como la nuestra en el Carbono, un elemento esencial para hacer posibles algunas de las maravillas que nos rodean. No creo que sea una casualidad que todas las especies vivas de la Tierra, estén basadas en el Carbono.
    El Carbono es simplemente una maravilla de la Naturaleza. Es un elemento no metálico perteneciente al grupo 14 del sistema periódico y se presenta en tres formas olotrópicas: el diamante que encontramos en la Naturaleza y que conforma un material muy duro y sus cristales presentan un alto índice de refracción. La dureza es una consecuencia de su estructura cristalina covalente, en la que cada átomo de carbono está enlazado a otros cuatro situados en los vértices de un tetraedro.
    Ta,mbién está presente en ese material que últimamente ha maravillado a los científicos por sus enormes prestaciones: el Grafito, esa sustancia negra, blanda y laminar. En el graficot los átomos de carbono se colocan en capas en las que cada átomo de carbono está rodeado por otros tres con los que se enlaza mediante enlaces simples o dobles. Las capas se unen entre sí mediante fuerzaa de Van der Waalls, mucho más débiles. Ya conocemos de su magnifica propiedad para conducir el calor y la electricidad y, no digamos de sus múltiples aplicaciones en un sin fin de nuevas tecnologías.
    La tercera forma alotrópica es la Fullerita (buckminsterfullereno) que, ya hemos contado aquí mismo como ha sido encontrado en el espacio interestelar. Y, además también existen formas amorfas del Carbono como el negro del carbono y el carbón. El carbono tiene dos isótopos estables (número de protones 12 y 13) y cuatro radiactivos (10, 11, 14, 15) El Carbono 14 se emplea en la Datación radioquímica con carbono.
    Bien conocida es la capacidad del Carbono para formar enlaces covalentes estables con otros átomos de carbono y también con hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre que le permite formar una gran variedad de compuestos basados en cadenas y anillos de átomos de carbono sin los cuáles, sería imposible la existencia de la Vida Orgánica que representamos todos los seres vivos que conocemos y…, seguramente, también, los que algún día lejano en el futuro, podremos conocer en otros mundos de dentro y fuera de nuestra Galaxia.
    Saludos.
     

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