El carbono es un elemento químico, representado en la tabla periódica con la letra C, ubicada en los no metales, con el número atómico 6, siendo uno de los elementos más importantes de todos, para la vida y evolución humana.
Asimismo toda la estructura orgánica de la vida en el planeta tierra, está conformada estructuralmente por carbono, siendo el soporto de la misma y además de que el carbón sirvió de fuente de poder para utilizar la maquinas que revolucionarían el mundo.
De igual forma el carbono, también está presente en unas de las estructuras más importantes, que soporta la humanidad, como es el petróleo, siendo no solo la fuente de energía más usada, y utilizada para mantener funcionando el sociedad humana.
Indice
El Carbono.
Usos del Carbono.
El carbono desde el descubrimiento del petróleo, ha pasado a un segundo plano, ya que el petróleo cuenta con mayor potencial energético, además de que es más fácil de transportar y utilizar.
Pero se mencionaran los usos de algunos de la antigüedad y usos modernos del mismo:
Combustible.
Este método fue muy usado como fuente de poder, para los vehículos de motor de la época (Trenes de vapor, motores para fábricas, cocinas y calor).
Pintura.
El carbón antiguamente era utilizado para pintar, en rituales, como medio de comunicación primitivo atreves de las pictografías, este método es descontinuado y remplazado por pinturas modernas y duraderas.
Aunque las pinturas a base de carbón zona anticuadas, se siguen usando por pequeños grupos étnicos, que conservan sus tradiciones desde hace cientos de años.
Usos modernos del carbono.
Los tubos de carbono, son una estructura hecha de carbono muy resistente y utilizado para la construcción de vehículos actuales de alto rendimiento y para estructuras que tengan que ser muy resistentes y ligeras.
Las láminas de fibra de carbono, el carbono es construido en fibras, y unidos a presión formando laminas muy delgadas de este material, pero extremadamente fuerte.
De esta manera utilizada para construir ciertos equipos y herramientas, de mayor calidad y rendimiento, adaptables para cada situación.
Abundancia y obtención.
El carbón es un material muy abundante en el planeta tierra, su obtención a gran escala es bastante costosa, ya que el material, maquinaría y personal, los lugares de extracción son costosos de movilizar y mantener.
Por lo que es necesario tener minas bastante grandes, para que la inversión sea rentable.
Tipos de Carbono.
- Carbonos primarios: cuando un átomo de carbono está unido a otro de carbono. (Los hidrógenos, aunque por lo general suelen ser 3, se agrupan en esta tipo).
- Carbonos secundarios: están unidos a otros dos carbonos.
- Carbonos terciarios: están unidos a otros tres carbonos.
- Carbonos cuaternarios: están unidos a otros cuatro carbonos.
Estructura del carbono.
La estructura atómica del carbono.
Está compuesta por seis electrones que orbitan alrededor del núcleo, cumpliendo con la norma de los átomos, que dice, la primera orbita tendrá solo dos electrones y la siguiente tendrá 6 electores máximo
Es decir que para completar los 6 electrones quedan ubicado en la segunda orbita 4 electrones, y el nucleó del átomo tiene sus protones y neutrones respectivamente.
Dentro del mundo, existen una serie de componentes que son importantes para el desarrollo de la vida, así como lo es el agua, o el oxígeno, el carbono es uno de ellos.
Es conocido ya por todas las personas, y dentro del mundo científico que la vida, depende únicamente de la existencia de moléculas de carbono. Sin embargo, los organismos están conformados en su gran mayoría por agua.
El carbono es un compuesto que se combina con el hidrógeno y el oxígeno del agua, y además de otros átomos termina por formar la mayor parte de compuestos que se encuentran en los tejidos vivos.
¿Cuál es la importancia del carbono?
Podemos decir que la composición química de los seres vivos es similar a los elementos que se encuentran en el mar, ya que en cierto modo la vida se originó en el propio mar.
El carbono, bajo uno de los criterios más importantes en los que se basa la vida y que resulta fundamental, es la capacidad de organización que tienen las moléculas para juntarse en estructuras repetitivas.
Por ejemplo, el carbono forma cadenas de polímeros, que hoy sabemos que son clave para la replicación y conservación de nuestro ADN. Por tanto, he aquí una de las mayores importancias del carbono respecto a la vida, tal y como la conocemos.
Para formarse una cadena de polímeros tal y como la forma el carbono, necesitamos que el elemento base pueda enlazar átomos tanto a la derecha como a la izquierda, formando así una especie de columna vertebral, teniendo en los laterales la capacidad de unirse a más átomos, pero por cuestión de espacio, no a más de cuatro, y para ello el carbono es perfecto porque tiene cuatro enlaces.
En la tabla periódica, lo podemos encontrar en la zona de valencia 4, junto a otros candidatos a formar cadenas, como son el silicio, el boro o el azufre, pero se sabe que estas cadenas suelen ser más inconsistentes que el carbono y terminan deshaciéndose.
Un enlace entre un carbono y otro carbono es dos veces más fuerte que un enlace entre dos silicios y también es más fuerte el enlace del carbono con sus secundarios en la cadena del grupo lateral, lo que mantiene la estructura fuertemente unida incluso en entornos con variación de condiciones sometidas a temperaturas extremas, al mismo tiempo que permite otro tipo de reacciones químicas que puedan suceder con normalidad en sus reacciones secundarias, cosa que con otros elementos de valencia 4 no sucede.
Otra importancia del carbono es su capacidad de formar tanto enlaces simples como enlaces dobles. Cuando los átomos están muy juntos, se sabe que pueden compartir electrones en un proceso que se llama resonancia.
Estas moléculas tienen la capacidad de absorber la energía lumínica, desde el espectro ultravioleta hasta el infrarrojo, y consecuencia de ello es la formación de las dos sustancias químicas esenciales para la fotosíntesis de las plantas, como es el retinol y la clorofila. Por lo tanto, de nuevo el carbono resulta esencial en las funciones vitales, ya sea en la estructura, reproducción y obtención de energía de los seres vivos de este planeta.
La importancia del carbon en el ADN
Una cadena de carbono es capaz de unirse a una gran cantidad de moléculas y de elementos químicos.
Únicamente con el carbono y el hidrogeno se pueden formar multitud de diferentes combinaciones de cadenas, unas con más o con menos eslabones, hasta el punto de convertirse en el metabolismo ideal que constituye la síntesis de todo tipo de moléculas orgánicas.
Si además, a esta diversidad de estructuras se les añade otras combinaciones con elementos como el oxígeno, el nitrógeno, el calcio, fósforo y azufre, las combinaciones de cadenas y de estructuras se elevan a millones de combinaciones posibles.
Cadenas de carbono.
La importancia del ADN, desde el punto de vista de la conservación de la vida, es que se trata de moléculas cuya composición química les permite replicarse y servir como catalizadores en reacciones con otras moléculas.
Las moléculas pueden seguir uniéndose y formar a su vez estructuras aún más complejas. La rama de la química que le da importancia a estas estructuras es la “química orgánica”, que no solo es esencial para la vida en la Tierra, sino que además forma parte de la industria y del tejido económico actual, ya que desempeña su papel más activo en la fabricación de productos químicos industriales y productos farmacéuticos, productos medicinales y productos orientados al consumo y a la alimentación.
La propia geometría de las moléculas formadas por cadenas de carbono establece una orientación de derecha a izquierda, que se denomina “quiralidad”. No todas las moléculas son quirales, existen moléculas, que por su aspecto simétrico, no importa su orientación, ya que resultan iguales tanto de derecha a izquierda como de izquierda a derecha, sin embargo, son las moléculas quirales las más importantes a la hora de formar la química esencial de la vida.
Un ejemplo de quiralidad lo encontramos en el famoso juego “Tetris”, cuyas piezas necesitaban ser orientadas unas veces hacia la derecha y otras a la izquierda, y que en función de su quiralidad podíamos formar estructuras cuadradas. Sin este tipo e piezas, de izquierda o de derecha, el juego seguramente habría sido muy aburrido y no habría tenido el éxito que tuvo.
Las moléculas son estructuras tridimensionales y deben vincularse con otras moléculas en el entorno y espacio adecuados, formando un rompecabezas que debe armarse manera correcta de modo que se obtengan las propiedades químicas esperadas.
Cualquier variación de la cadena puede dar como resultado una molécula casi idéntica a otra, pero con propiedades químicas muy distintas.
Conclusiones.
Las características del carbono respecto a la versatilidad y funcionalidad hacen que este elemento sea inigualable dentro de la tabla periódica. Se trata sin duda del elemento esencial para la vida, aquí y fuera de este planeta también. En el universo existe diez veces más carbono que silicio, y un millón de veces más carbono que boro.
Los astrónomos que captan la radiación espacial has sido capaces de detectar hasta más de ochenta compuestos moleculares distintos, de los cuales más de setenta contienen carbono, mientras que únicamente ocho contienen silicio.
Por tanto podemos decir que la importancia del carbono es universal y que se convierte en el mejor candidato para construir la vida en todas partes. Por todo ello, podemos atrevernos a decir que el carbono es el “ladrillo de Dios”.
