Los elementos en la vida cotidiana
Introducción
¡Hola, es un placer estar juntos nuevamente!
Espero que sigas manteniendo tu entusiasmo y deseos por aprender algo nuevo, es por ello que te brindo la bienvenida a la clase once del curso de Química, donde veremos el tema Los elementos en la vida cotidiana.
Como ya sabemos bien, toda la materia en el universo se compone de partículas conocidas como átomos, que a su vez se conforman de protones, neutrones en el núcleo y electrones en sus orbitales. También recuerda que existen muchos diferentes tipos de átomos, cada uno corresponde a los elementos químicos que encontramos en la tabla periódica.
Aunque existen muchos tipos de átomos en nuestra vida cotidiana difícilmente convivimos con todos ellos, hay muchos que su abundancia es muy baja y es difícil obtenerlos, algunos incluso son sintetizados en los laboratorios. Por otro lado, dependiendo de a qué escala analices la abundancia de los elementos podemos encontrar ciertos elementos en mayor proporción, puedes analizar desde la composición química de un solo organismo, como las personas, se puede analizar la composición de todo el planeta Tierra, o incluso de otros planetas o estrellas, y también se estima de forma general la composición de todo el universo.
Recuerda que muchos de los elementos que aquí se comentan se encuentran enlazados químicamente a otros átomos, como el oxígeno se encuentra enlazado a dos átomos de hidrógeno en el agua, es decir, no necesariamente se encuentran en su forma elemental pura.
Espero que este tema te sea interesante y trata de relacionarlo con los temas previamente estudiados.
Desarrollo del tema
Elementos abundantes en el Universo
La abundancia de los elementos en el universo es extremadamente variable, se estima que el 94.2% de los átomos que se encuentran en el Universo son átomos de Hidrógeno, el primer elemento en la tabla periódica y el más pequeño de todos. Aproximadamente un 5.7% son átomos de Helio, el siguiente elemento en la tabla periódica, dejando solo el 0.1% con el resto de los elementos de la tabla periódica. Con estos datos te puedes dar cuenta que muchos de los elementos con los que convivimos o de los que nosotros estamos formados, en realidad son un porcentaje extremadamente diminuto a una escala universal.
Elementos abundantes en la corteza terrestre
Si analizas una fotografía del planeta Tierra, te darás cuenta de que gran parte de la superficie está cubierta de agua, H2O, de hecho, existe en un 70% tomando en cuenta los acuíferos y el hielo en los polos, en la atmósfera que respiramos existe oxígeno, incluso en los silicatos (SiO4)2-, los minerales más abundantes en la corteza terrestre (en rocas, granito y otros minerales), podemos encontrar al oxígeno, debido a esto, el Oxígeno es el más abundante con un 49.2% de porcentaje en peso. Seguido del silicio presente en los silicatos, con 25.7%, El aluminio lo podemos encontrar en un 7.5%, después encontramos al hierro con un 4.7%, este se encuentra en abundancia en el núcleo de la tierra.
Elementos abundantes en el cuerpo humano
Recordarás de tus clases de biología que el cuerpo humano se compone en su mayoría de agua, el porcentaje va desde el 80% en recién nacidos y disminuye con la edad hasta un 60%, Debido a esto, el 65% de tu peso corresponde al oxígeno, el cual además de estar presente en el agua, se encuentra en muchas otras moléculas. El 18% corresponde al carbono, un elemento fundamental para la vida, ya que todas las moléculas biológicas necesarias para los procesos celulares están formadas con base a estructuras de este elemento. El hidrógeno se encuentra en un 10%, el cual podemos encontrarlo en el agua y también en todas las moléculas biológicas. El resto de los elementos que podemos encontrar cumplen un papel fundamental en muchos procesos de nuestro organismo. Puedes recordar el acrónimo CHON, para recordar los elementos más abundantes en el cuerpo humano (carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, también fósforo y azufre son importantes). Es interesante reflexionar que esta composición de elementos en los organismos permite la vida, gracias a un arreglo muy especial de todos estos átomos y a las reacciones químicas que sufren en las células.
Consulta el siguiente video para conocer más sobre la abundancia de los elementos:
Elementos que presentan alotropía
Los alótropos o formas alotrópicas son diferentes formas en las que podemos encontrar a un elemento químico, esto se debe a que los átomos en un alótropo se organizan de diferente manera, formando estructuras distintas y les dan propiedades diferentes.
Un ejemplo claro de esto es el Carbono, al cual lo podemos encontrar como grafito que es un sólido negro, opaco y quebradizo; por su parte los diamantes también están formados de átomos de carbono, pero este es brillante y extremadamente duro. Esto se debe a que los átomos de carbono en el diamante se encuentran arreglados en una estructura cristalina, lo que le otorga la dureza característica. Además de estas formas alotrópicas del carbono, también se descubrió a las buckybolas, donde 60 átomos de carbono se arreglan en forma de pentágonos y hexágonos, similar a un balón de fútbol. Otra forma alotrópica muy interesante lograda en los laboratorios son los nanotubos de carbono, donde los átomos se arreglan en forma de filamentos muy delgados, También existe el grafeno que son láminas delgadas muy resistentes y el fullereno, donde los átomos de carbono adquieren diversas formas geométricas, todas ellas con muchas aplicaciones tecnológicas.
Otro fenómeno de alotropía importante es el que presenta el oxígeno, podemos verlo en su forma O2 más comúnmente ya que es el que respiramos, pero también en su forma de ozono O3 es muy importante ya que existe una capa de forma alotrópica alrededor de la tierra, que nos protege de la radiación ultravioleta proveniente del sol
O2 + O O3
En la capa de ozono se lleva a cabo esta reacción la cual es catalizada, es decir, favorecida por la radiación UV la cual es filtrada. De no existir esta capa, la radiación afectaría toda la vida en el planeta.
El fósforo también presenta la forma alotrópica como fósforo rojo F8 y fósforo blanco F4, este último es mucho más reactivo que el rojo y previamente era usado en los cerillos, a los cuales por seguridad se cambió a fósforo rojo.
Conclusión
Para concluir, en esta clase aprendimos cómo varía la composición de los elementos desde el Universo, el planeta Tierra y el cuerpo humano, Pudimos ver que a nivel del universo predominan los elementos sencillos como el H y el He, en nuestro planeta abunda el oxígeno y el silicio, y en nuestro cuerpo encontramos al oxígeno, el carbono y el hidrógeno entre otros (recuerda CHONPS).
Además, aprendimos que algunos elementos pueden presentar formas alotrópicas en su forma elemental. El carbono destaca con diversos alótropos como el grafito y diamante, y otras más novedosas con muchas aplicaciones tecnológicas. El oxígeno con su alótropo ozono, el cual nos protege de la radiación UV del sol, así como el fósforo con sus formas roja y blanca.
Hemos llegado al final de la clase, espero que este tema te haya gustado tanto como a mí. ¡Felicidades por llegar hasta aquí! No olvides realizar y mandar la tarea correctamente, te encuentro en la clase siguiente, hasta entonces.
Fuentes de información
- Timberlake, K. C. (2013). Química general, orgánica y biológica. Estructuras de la vida Educación media superior. (4ª ed.). Pearson Educación. ISBN: 978-607-32-2034-7
- Burns, R. A. FUNDAMENTOS DE QUÍMICA. [VitalSource Bookshelf]. Recuperado de https://bookshelf.vitalsource.com/#/books/9786073206839/