Los compuestos orgánicos son aquellos de los que depende la vida, y todos contienen carbono. de hecho, la definición de un compuesto orgánico es aquella que contiene carbono. es el sexto elemento más abundante en el universo, y el carbono también ocupa la sexta posición en la tabla periódica. tiene dos electrones en su capa interna y cuatro en la capa externa, y es esta disposición la que hace que el carbono sea un elemento tan versátil. Porque puede combinarse de muchas maneras diferentes y porque las formas de carbono de los enlaces son lo suficientemente fuertes como para permanecer intactas en el agua, el otro requisito para la vida: el carbono es indispensable para la vida tal como la conocemos. de hecho, se puede argumentar que el carbono es necesario para que la vida exista en otras partes del universo, así como en la tierra.
se trata de la valencia
la formación de compuestos químicos generalmente sigue la regla del octeto según la cual los átomos buscan estabilidad al ganar o perder electrones para lograr el número óptimo de ocho electrones en su capa externa. Para ello, forman enlaces iónicos y covalentes. cuando se forma un enlace covalente, un átomo comparte electrones con al menos otro átomo, permitiendo que ambos átomos alcancen un estado más estable.
con solo cuatro electrones en su capa externa, el carbono es igualmente capaz de donar y aceptar electrones, y puede formar cuatro enlaces covalentes a la vez. La molécula de metano (ch 4 ) es un ejemplo simple. El carbono también puede formar enlaces consigo mismo, y los enlaces son fuertes. El diamante y el grafito están compuestos completamente de carbono. la diversión comienza cuando los enlaces de carbono con combinaciones de átomos de carbono y los de otros elementos, especialmente el hidrógeno y el oxígeno.
la formación de macromoléculas
considera lo que sucede cuando dos átomos de carbono forman un enlace covalente entre sí. se pueden combinar de varias maneras, y en una, comparten un solo par de electrones, dejando abiertas tres posiciones de enlace. el par de átomos ahora tiene seis posiciones de enlace abiertas, y si uno o más está ocupado por un átomo de carbono, el número de posiciones de enlace crece rápidamente. Las moléculas que consisten en grandes cadenas de átomos de carbono y otros elementos son el resultado. estas cadenas pueden crecer linealmente, o pueden cerrarse y formar anillos o estructuras hexagonales que también pueden combinarse con otras estructuras para formar moléculas aún más grandes. Las posibilidades son casi ilimitadas. Hasta la fecha, los químicos han catalogado casi 10 millones de compuestos de carbono diferentes. Los más importantes para la vida incluyen los carbohidratos, que se forman completamente con carbono, hidrógeno, lípidos,
¿por qué no silicio?
el silicio es el elemento justo debajo del carbono en la tabla periódica, y es aproximadamente 135 veces más abundante en la tierra. Al igual que el carbono, tiene solo cuatro electrones en su capa externa, así que ¿por qué las macromoléculas que forman organismos vivos no se basan en el silicio? La razón principal es que el carbono forma enlaces más fuertes que el silicio a temperaturas propicias para la vida, especialmente consigo mismo. los cuatro electrones no pareados en la capa externa de silicona están en su tercer orbital, que puede albergar potencialmente 18 electrones. Los cuatro electrones no pareados del carbono, por otro lado, están en su segundo orbital, que puede acomodar solo a 8, y cuando el orbital se llena, la combinación molecular se vuelve muy estable.
Debido a que el enlace carbono-carbono es más fuerte que el enlace silicio-silicio, los compuestos de carbono permanecen juntos en el agua, mientras que los compuestos de silicio se separan. además de esto, otra razón probable para el predominio de las moléculas basadas en carbono en la tierra es la abundancia de oxígeno. La oxidación alimenta la mayoría de los procesos de la vida, y un subproducto es el dióxido de carbono, que es un gas. Los organismos formados con moléculas basadas en silicio probablemente también obtendrían energía de la oxidación, pero como el dióxido de silicio es un sólido, tendrían que exhalar materia sólida.