QUIMICA II ¿POR QUE EL CARBONO Y EL SILICIO NO?

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INGENIERIA INDUSTRIAL

QUIMICA II

¿POR QUE EL CARBONO Y EL SILICIO NO?

ALUMNOS:

Beltrán Luna Sebastián

Zevallos Ponce Christian

SEMESTRE: III

2016

IND  3-7.1

TABLA DE CONTENIDO

TABLA DE CONTENIDO        2

RESUMEN        3

2-. OBJETIVOS        4

3.- FUNDAMENTO TEORICO        4

3.1. POR QUE NO EL SILICIO        4

3.2. IMPORTANCIA DEL CARBONO        5

3.3. COMPARACIÓN DEL SILICIO CON EL CARBONO        6

4-. APLICACIÓN DE LA IMPORTANCIA DE LA INGENIERÍA INDUSTRIAL:        7

 CONCLUSIONES        8

RECOMENDACIONES Y/O OBSERVACIONES:        8

5-. GLOSARIO:        9

6-. BIBLIOGRAFÍA:        9

ANEXOS:        10

RESUMEN  

La definición que nos da el diccionario de la Real Academia de la Lengua Española no deja lugar a dudas; el carbono es el elemento fundamental para la existencia de la vida. Sin embargo, lanzar una hipótesis con una única confirmación experimental es muy arriesgado, al menos desde el punto de vista científico. La existencia de otras formas de vida, fuera de nuestro planeta, podría obligarnos a cambiar la definición de la misma.

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).

Palabras claves: Carbono, Silicio, universe, compuestos.

2-. OBJETIVOS

• Analizar la presencia del carbono y silicio en la vida
• Fomentar las similitudes del carbono y el silicio
• Analizar el por que no el carbono forma parte de una posible vida
• Reconocer la importancia del carnomo  en la vida
• Analizar las desventajas de la presencia del silicio en la vida

3.- FUNDAMENTO TEORICO 

3.1. POR QUE NO EL SILICIO

El compuesto más parecido, en principio, al carbono es el situado inmediatamente debajo de él en la tabla periódica, lugar que corresponde al silicio. ¿Qué ocurriría entonces si intercambiamos el silicio por el carbono y dejamos todo lo demás como está? El silicio también es capaz de formar largas cadenas consigo mismo o con otros elementos como el oxígeno (¿quién no ha oído hablar de las siliconas?). También, al igual que el carbono, el silicio es capaz de combinarse tanto con hidrógeno como con oxígeno, por lo que podría formar compuestos alternativos a los hidrocarburos y al dióxido de carbono, respectivamente. Entonces, ¿cuáles son las razones para el título de este artículo?

Si queremos entender por qué las razones expuestas anteriormente no son suficientes para defender una posible vida basada en el silicio, debemos hacer un análisis mucho más detallado de las comparaciones hechas anteriormente. Si hemos de preguntarnos si la vida basada en silicio existe, también deberíamos preguntarnos por qué no existe aún cuando el silicio es el segundo elemento químico más abundante en la Tierra (y mucho más abundante que el carbono).

Es cierto que el silicio, al igual que el carbono, es capaz de formar enlaces consigo mismo: incluso tiene la misma valencia (cuatro) por lo que el tipo de estructuras que puede formar son las mismas que las del carbono. Eso es porque ocupa la posición inferior al carbono en la tabla periódica y eso quiere decir que comparte muchas de sus propiedades químicas. Por ejemplo, al igual que el carbono, el silicio puede formar cuatro enlaces con sendos átomos de hidrógeno, formando así el silano (SiH4).

Otras propiedades químicas, en cambio, precisamente por estar en la fila inmediatamente inferior de la tabla periódica, son muy diferentes. Una de ellas es el tamaño. El átomo de silicio tiene ocho electrones más que el de carbono y su radio atómico mide 0,118 nanómetros (nm) en comparación con el del átomo de carbono que es de 0,077 nm. Esa diferencia de radio atómico se traduce en una mayor distancia de enlace químico entre átomos de silicio (0,250 nm) que entre átomos de carbono (0,154 nm) y , por ello, el enlace silicio-silicio es sólo la mitad de fuerte (energía de enlace : 327 kJ/mol) que el enlace carbono-carbono (energía de enlace: 607 kJ/mol), así que las cadenas complejas de silicio no tendrían la estabilidad suficiente para formar estructuras complejas compatibles con la vida.

Por otra parte, la gran afinidad del silicio por el oxígeno va en contra de una vida basada en el primero. El dióxido de silicio no es soluble en agua, mientras que el dióxido de carbono sí que lo es y la energía de enlace silicio-oxígeno es mucho mayor que la del enlace carbono-oxígeno.

Por sí mismas, todas estas razones son ya suficientes para justificar por qué el carbono se encuentra presente en todas las formas de vida de la Tierra y el silicio sólo forma rocas (algunas de ellas de gran belleza, desde luego, pero siempre inanimadas)

3.2. IMPORTANCIA DEL CARBONO

La vida en la Tierra se basa en el carbono. Esto significa, simplemente, que la química para la vida en la Tierra utiliza el carbono para formar moléculas complejas que se usan para varias funciones vitales, como el almacenamiento de información.

Podemos encontrar carbono en todo, desde membranas celulares a hormonas y ADN. Durante años, los científicos y los escritores de ciencia ficción han soñado con la posibilidad de una vida basada en otra cosa que no fuera carbono. Para reemplazar el carbono con otro elemento, necesitaríamos escoger cuidadosamente a un competidor. El contrincante debería ser un elemento abundante, ya que será un constituyente mayoritario de muchas moléculas vitales. Además, necesitaríamos considerar los elementos que tienen la capacidad de enlazarse con ellos mismos, y con varios otros elementos, para crear moléculas de vida complejas, y lo que es más importante, estables.

Es bien conocido que distintos elementos pueden poseer características químicas similares. Estas similitudes se basan en el hecho de que todos los átomos se enlazan en general del mismo modo. La tabla periódica es una lista organizada de todos los elementos, y se presenta de tal manera que refleja patrones en la colocación de las partículas nucleares dentro de los átomos. Por ejemplo, según lees la tabla periódica de izquierda a derecha, el número de protones y electrones por átomo aumenta. Todos los elementos de una columna tienen el mismo número de electrones en su capa externa. Generalmente, sólo la capa externa de electrones interviene en las reacciones químicas. Esto significa que los elementos en la misma columna tienden a participar en reacciones químicas de manera parecida. Si miramos a la columna que comienza con el carbono, podemos leer hacia abajo y ver que se incluyen en la misma columna elementos como el silicio (Si), el germanio (Ge), el estaño (Sn) y el plomo (Pb). En muchas historias fantásticas sobre vida alienígena, el silicio es el candidato propuesto para reemplazar al carbono, ya que se sitúa inmediatamente debajo de este último en la tabla periódica. Durante el resto de esta argumentación compararemos el silicio con el carbono como elemento fundamental para la vida.

El silicio tiene el mismo número de electrones en su capa externa que el carbono, lo que significa que también puede formar cuatro enlaces. También es muy abundante, incluyendo gran parte del suelo que pisas. El silicio se puede enlazar rápidamente consigo mismo para formar Si-Si, igual que el carbono puede formar C-C. Con sólo esta información, uno podría pensar que hay algo importante en este átomo de silicio. Después de todo, los enlaces C-C son la base de moléculas complejas en la Tierra. Sin embargo, estamos pasando por alto algunos detalles importantes. Aunque los enlaces Si-Si, como los de silicio-hidrógeno y los de silicio-oxígeno, son fáciles de formar, no hemos considerado las fuerzas relativas de estos enlaces. Los enlaces Si-Si son mucho más débiles que los C-C; sólo tienen la mitad de fuerza. Los enlaces Si-H y Si-O son más fuertes que los Si-Si, mientras que los análogos, con el carbono, de estos tres tipos de enlace, son casi iguales en fuerza. Esto significa que, mientras que es muy fácil obtener largas cadenas o anillos de átomos de carbono, no es muy común encontrar cadenas o anillos de átomos de silicio unidos. De hecho, es extremadamente raro encontrar alguna molécula en la que se hayan unido más de tres átomos de silicio.

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