Sem Quimica . Numero 1, Materia
valentin1014 de Abril de 2015
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Introducción
La materia viva presenta unas características y propiedades distintas a las de la materia inerte. Estas características y propiedades encuentran su origen en los átomos que conforman la materia viva. Los átomos que componen la materia viva se llaman bioelementos.
De los 92 átomos naturales, nada más que 27 son bioelementos. Estos átomos se separan en grupos, atendiendo a la proporción en la que se presentan en los seres vivos.
Los bioelementos se unen entre sí para formar moléculas que llamaremos biomoleculas: Las moléculas que constituyen los seres vivos. Estas moléculas se han clasificado tradicionalmente en los diferentes principios inmediatos (orgánicos e inorgánicos), llamados así porque podían extraerse de la materia viva con cierta facilidad, inmediatamente, por métodos físicos sencillos, como: evaporación, filtración, destilación, disolución, etc.
El hecho de que los bioelementos primarios sean tan abundantes en los seres vivos se debe a que presentas ciertas características que los hacen idóneos para formar las moléculas de los seres vivos.
Investigue y responda las siguientes preguntas:
¿Cómo se originó la materia orgánica en el sistema solar?
Según la Teoría de P. Oparín (Ruso): la materia organica comienza con la formación de los coacervados, especie de células que se formaron por el simple principio de conservación de la materia, estas "células" primitivas se formarían en los mares del final de la Era Azoica, puesto que las diferentes sustancias tendían a aglutinarse, principio de la esfera (en una esfera tienes la mayor cantidad de materia, dentro del espacio más reducido) de allí se paso a formar la meteria orgánica
¿Qué elementos son casi constantes y predominantes en todos los sistemas biológicos?
La composición química de la materia viva presenta una gran similitud en las moléculas más sencillas y, por supuesto, en los elementos químicos.
De los más de 100 elementos químicos conocidos, sólo 22 aparecen en todos los seres vivos. Pero casi todos los elementos químicos que se encuentran de forma natural en la Tierra (unos 80, pues el resto son elementos inestables obtenidos en laboratorio que se descomponen espontáneamente), aparecen también en la materia viva. Hablamos de bioelementos o elementos biogénicos.
Los bioelementos o elementos químicos que aparecen en la materia viva son los siguientes:
Carbono (C) Cloro (Cl) Manganeso (Mn)
Oxígeno (O) Sodio (Na) Hierro (Fe)
Hidrógeno (H) Potasio (K) Cobalto (Co)
Nitrógeno (N) Magnesio (Mg) Cobre (Cu)
Fósforo (P) Calcio (Ca) Cinc (Zn)
Azufre (S) boro (B)
Aluminio (Al)
Vanadio (V)
Molibdeno (Mo)
Yodo (I)
Silicio (Si)
La materia viva está formada fundamentalmente por 4 elementos químicos: Y en menor medida por P y S. Estos elementos constituyen el 96% del peso de los seres vivos y se les denomina bioelementos primarios.
Los restantes bioelementos se denominan bioelementos secundarios. Cuando uno aparece en una proporción inferior al 0'1% se le considera elemento vestigial, aunque su papel puede ser muy importante.
Los Elementos Biogénicos Primarios son los que se encuentran en mayor cantidad; en esta categoría encontramos en gran medida el Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno, porque son esenciales para la vida ya que sin estos elementos no podríamos vivir.
¿Qué elementos se encuentran en mayor cantidad, por qué?
En la corteza terrestre:
46.6% Oxígeno(O)
27.7% Silicón (Si)
8.1% Aluminio(Al)
5.0% Hierro(Fe)
3.6% Calcio(Ca)
2.8% Sodio(Na)
2.6% Potasio(K)
2.1% Magnesio(Mg)
En el universo:
Hidrógeno: aprox 90% (70-75% por masa)
Helio: aprox 8-10% (25 % por masa)
Oxígeno: aprox 0,05%
Carbono 0,03%
Esquematice la tabla periódica de los elementos y resalte sólo aquellos elementos que son esenciales para la vida. ¿Qué puede Ud. concluir a partir del esquema que acaba de realizar?
H
He
Li
Be B
C
N
O
F
Ne
Na
Mg
Al Si
P
S
Cl
Ar
K
Ca
Sc Ti V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Ga Ge As
Se
Br
Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo
Tc Ru Rh Pd Ag Cd
In Sn
Sb Te I
Xe
Cs Ba La Hf Ta W
Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac
Elemento
mayoritario Elemento
traza Esencialidad
discutida
Podemos concluir que son muy pocos los elementos esenciales para la vida aunque entre ellos los más abundantes y esenciales son los átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno (CHON)
¿Cuáles son los átomos más abundantes en el cuerpo humano? ¿En qué porcentajes se encuentran?
Presencia en el cuerpo humano (%) Elemento Presente en:
65 Oxígeno
Todos los líquidos y tejidos, los huesos, las proteínas
18 Carbono
Todas partes
10 Hidrógeno
Todos los líquidos y tejidos, los huesos, las proteínas
3 Nitrógeno
Todos los líquidos y tejidos, las proteinas
1,5 Calcio
Los pulmones, riñones, hígado, tiroides, cerebro, músculos, corazón, huesos
1 Fósforo
La orina, los huesos
0,35 Potasio
Los enzimas
0,25 Azufre
Las proteinas
0,15 Sodio
Todos los líquidos y tejidos (en forma de sal)
0,05 Magnesio
Los pulmones, riñones, hígado, tiroides, cerebro, mísculos, corazón
6.- Respecto al hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno:
a.-¿Cuáles son sus isótopos y en qué porcentajes se encuentran en la naturaleza
Carbono
Tiene tres isótopos naturales:
El carbono 12 constituye el 98,89% del carbono natural y sirve de patrón para la escala de masas atómicas.
El carbono 13 es el único isótopo magnético del carbono, y se usa en estudios estructurales de compuestos que contienen este elemento.
El carbono 14, producido por el bombardeo de nitrógeno con rayos cósmicos, es radiactivo y se emplea para datar objetos arqueológicos.
Hidrogeno
El tritio (con un núcleo formado por dos neutrones y un protón) se forma en las capas altas de la atmósfera debido a reacciones nucleares. El tritio posee un espín nuclear de 1/2 y una masa atómica de 3.016. Es radioactivo con una vida media de 12.4 años. Se puede producir artificialmente en los reactores nucleares.
El deuterio contiene un protón y un neutrón y posee un espín nuclear de 1. Su masa atómica es de 2.0141 umas y es estable. Se separa del agua como D2O, por destilación fraccionada o por electrólisis
El nitrógeno
Consta de dos isótopos, 14N y 15N, en abundancia relativa de 99.635 a 0.365. Además se conocen los isótopos radiactivos 12N, 13N, 16N y 17N, producidos por una variedad de reacciones nucleares. A presión y temperatura normales, el nitrógeno molecular es un gas con una densidad de 1.25046 g por litro.
b.-¿Qué roles cumplen en los sistemas vivos?
Hidrogeno: forma el agua, y todos ó la mayoría de los seres vivos tienen agua. El hidrógeno en forma de gas casi no se presenta en los seres vivos, ya que es inestable y se va encontrar junto con otros elementos. Forma los PUENTES DE HIDROGENO entre las bases nitrogenadas del ADN o ARN, por ejemplo, Adenina y timina.
Oxigeno: Participa en
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