Indice
1.
Composición química de los seres vivos: C, H, O,
N
2. Propiedades de los elementos
biogenésicos
3. Compuestos orgánicos
útiles para el hombre (petróleo, plásticos,
medicamentos)
1. Composición
química de
los seres vivos: C, H, O, N
Entre los principales elementos que forman el cuerpo de
los seres vivos destacan cuatro, éstos son: carbono (C),
hidrógeno (H), oxígeno
(O) y nitrógeno (N).
Estos cuatro elementos forman 97.4% del organismo de los seres
vivos (carbono 9.5%,
hidrógeno 63%, oxígeno
23.5% y nitrógeno 1.4%). El porcentaje restante (2.6%) lo
integran los demás elementos de la tabla
periódica.
Por su constitución, los compuestos pueden
agruparse en dos tipos: orgánicos e
inorgánicos.
Los orgánicos se caracterizan porque en su
composición interviene el carbono, además de otros
elementos. Los compuestos en cuya composición no aparece
este elemento se llaman inorgánicos.
Hay algunas excepciones: por ejemplo, el dióxido de
carbono (CO2) es un compuesto inorgánico,
aunque en su composición aparezca el carbono.
Los compuestos inorgánicos que están presentes en
los seres vivos son el agua y las
sales minerales. Los
orgánicos son los carbohidratos,
los lípidos,
las proteínas
y los ácidos
nucleicos.
Tanto las cosas como los seres vivos están formados por
elementos químicos. Sin embargo, en los seres vivos
la
organización, la disposición y
combinación de sus moléculas dan como resultado las
propiedades y características por las cuales se
manifiesta la vida.
Todos los seres vivos son una combinación de compuestos
orgánicos e inorgánicos integrados y ordenados,
de tal manera que forman la materia
necesaria para que se realicen con precisión los distintos
procesos
funcionales que son esenciales para la vida.
2. Propiedades de los elementos
biogenésicos
Se les llama elementos biogenésicos (formadores
de vida, bios, que significa "vida" y, génesis,
"origen" o "formación") a aquellos que intervienen en la
conformación de los seres vivos. Los más
importantes son el carbono, hidrógeno, oxígeno y
nitrógeno.
El carbono tiene propiedades químicas que lo hacen muy
importante para los seres vivos. Por ejemplo, puede unir sus
átomos para formar largas cadenas que, a su vez, son los
componentes básicos de las sustancias orgánicas,
como el caso de las proteínas,
las grasas y los azúcares. El carbono es tan importante
que hay una rama de la química que se
encarga de estudiar los compuestos de cadenas largas y cortas que
forma este elemento: la química orgánica. Todas las
biomoléculas se basan en los átomos de carbono para
formar su estructura.
El hidrógeno es un gas incoloro,
inodoro e insípido; es más ligero que el aire y es muy
activo químicamente, es decir, puede reaccionar con la
mayoría de los elementos y compuestos químicos.
Forma parte de todos los compuestos
orgánicos, junto con el carbono.
El oxígeno es un gas muy
importante para la mayoría de los seres vivos, pues
resulta indispensable para la respiración. Se le encuentra en una
proporción de 21% en el aire. Las
reacciones en las que el oxígeno se combina con otros
elementos se conocen como oxidaciones. Además, el
oxígeno es un gas comburente, es decir, ayuda a la
combustión de las sustancias y forma parte
de gran cantidad de compuestos orgánicos.
El nitrógeno también es muy importante para la
vida, porque se encuentra en la composición química
de todas las proteínas. En la naturaleza se
encuentra de forma libre como parte del aire atmosférico,
o combinado en forma de sales, llamadas nitratos, que se hallan
principalmente en el suelo. El
nitrógeno de estas sales es el que los vegetales utilizan
para formar proteínas.
Estos elementos también pueden encontrarse en las cosas;
forman parte de las rocas, el aire,
el agua. En los
compuestos orgánicos la combinación de carbono,
hidrógeno, oxígeno y nitrógeno es
equilibrada y estable, pues se unen por medio de enlaces
químicos difíciles de romper llamados
covalentes, en los que los átomos comparten sus
electrones.
En la tabla
periódica, los elementos biogenésicos tienen la
siguiente ubicación: el carbono se encuentra en la familia 14,
periodo 2 y su estado es
sólido; el hidrógeno es un gas que corresponde a la
familia 1,
periodo 1; el nitrógeno se localiza en la familia 2,
periodo 15 y también es un gas; en tanto que el
oxígeno es un gas que se ubica en la familia 16,
periodo 2. Juntos, representan el 4.36% del total de elementos de
la tabla periódica.
Al combinarse entre sí los elementos biogenésicos
forman grupos con
propiedades físicas y químicas especiales, que se
presentan en las moléculas biológicas,
dándoles características particulares. Los
principales grupos
funcionales son:
- Grupo hidroxilo (-OH)
- Grupo carboxilo (-COOH)
- Grupo metilo (-CH3)
- Grupo amino (-NH2)
Estos grupos al reaccionar y combinarse
químicamente forman una gran variedad de compuestos
orgánicos.
Compuestos inorgánicos en los seres vivos
El hidrógeno y el oxígeno se combinan entre
sí para constituir el componente celular más
abundante: el agua
(H2O). Más del 90% del plasma de la sangre es
agua; el
músculo contiene alrededor del 80% y la mayoría de
los tejidos, tanto de
las plantas como de
los animales,
contiene más del 50%. De esta manera, el agua
desempeña una función
importante en todas las reacciones
químicas que ocurren en los seres vivos.
Por ser el componente celular más importante, el agua es
un compuesto indispensable para la vida. Los nutrientes que
la
célula consume, el oxígeno que emplea para
oxidarlos y sus propios productos de
desecho son transportados por el agua. Las sales minerales
están constituidas por elementos como el calcio, sodio,
potasio, cloro y magnesio. Estas sustancias se encuentran en
pequeñas proporciones en los organismos vivos, pero las
funciones que
desempeñan son de vital importancia, por ejemplo, son
necesarios para que se lleven a cabo los procesos de
digestión, respiración y nutrición. Como las
sales son muy solubles en agua, se encuentran con facilidad en
casi todos los cuerpos de los seres vivos.
La fórmula química del agua es H2O tiene
dos átomos de hidrógeno y un átomo de
oxígeno y una masa molar de 18 g/mol. Por medio de la
electrólisis, el agua se descompone en sus
elementos constituyentes (hidrógeno y oxígeno).
El agua pura es insípida, incolora e inodora, y su
temperatura de
ebullición es de 100º C y la de congelación de
0º C a nivel del mar.
3. Compuestos orgánicos útiles para
el hombre
(petróleo,
plásticos,
medicamentos)
Los compuestos orgánicos formados principalmente
por combinaciones diferentes de carbono, hidrógeno,
oxígeno y nitrógeno, tienen propiedades especiales
que son útiles para el ser humano.
Entre los usos que el hombre ha dado
a estos compuestos se encuentran la alimentación, la
industria
farmacéutica y en otras industrias
económicamente muy importantes.
En la alimentación se utilizan compuestos
orgánicos como vitaminas y
proteínas para enriquecer la leche, los
cereales, el chocolate en polvo, galletas y muchos otros alimentos de
consumo
humano.
En la industria
farmacéutica se utilizan los compuestos orgánicos
que se extraen de las plantas y que
tienen propiedades curativas, como la sábila, el nopal, la
manzanilla, etcétera.
También se usan compuestos orgánicos en la producción de gasolina, diesel, plásticos
y llantas, entre otros.
El compuesto orgánico más utilizado en la industria
es el
petróleo, que está formado por los restos de
animales y
vegetales que quedaron atrapados en las capas del subsuelo. A
partir de este compuesto se pueden obtener aceites lubricantes,
gasolinas, grasas para maquinaria, parafina y asfalto utilizado
en calles y carreteras, entre otros productos.
Plásticos
Los plásticos son compuestos orgánicos muy
empleados, entre ellos están el nailon, que se usa en la
fabricación de ropa; el poliuretano o unicel, el
polietileno, con el que se hacen las bolsas, etc. Un
inconveniente del plástico
es que no es biodegradable, por lo que su uso indiscriminado
ocasiona problemas de
contaminación.
La principal característica de los plásticos es su
capacidad para moldearse de distintas formas, por ejemplo, en
láminas, esferas y rollos, y por medio de diferentes
procesos químicos adquieren cualidades como la rigidez, la
suavidad, la transparencia, etcétera. El vocablo plástico
viene del griego plastikós que significa sustancia
moldeable.
Medicamentos
Los medicamentos son todas aquellas sustancias que se usan en el
tratamiento contra las enfermedades; también
se les conoce como fármacos o medicinas.
La mayor parte de los medicamentos son de origen orgánico,
vegetal o animal, aunque actualmente casi todos se preparan en
forma sintética por métodos
químicos, con el propósito de lograr su producción en grandes cantidades.
Existen medicamentos para contrarrestar diversas enfermedades, algunos
mitigan el dolor y otros destruyen microorganismos. Aunque los
medicamentos actúan de diferentes formas de acuerdo con su
composición química, en general, sus componentes
son absorbidos por la célula
para restablecer sus funciones. Cuando
las enfermedades son infecciosas, los medicamentos trabajan
conjuntamente con el sistema
inmunitario para facilitar la activación y funcionamiento
de las defensas del cuerpo contra los agentes patógenos
(los agentes de la enfermedad).
Preguntas para investigar y reflexionar:
- ¿Por qué muchos medicamentos tienen
fecha de caducidad? ¿Qué sucede si se toman
después de la fecha indicada? - ¿Qué significa la leyenda "excipiente
c.b.p." que presentan los componentes de la mayoría de
los medicamentos?
Materia.
(Voz lat.) f. Fís. Sustancia divisible que ocupa un lugar
en el espacio y constituye uno de los elementos fundamentales del
universo real.
Es recíprocamente convertible con la energía y sus
fenómenos son observables para los sentidos, ya
directamente o bien por medio de instrumentos y aparatos.
Está compuesta por átomos libres o formando
moléculas unidas por fuerzas universales, como la
gravitación. Se presenta en varios estados, cada uno con
propiedades específicas, de los cuales son principales: el
sólido, el líquido, el gaseoso y el
plasmático o plasma. || Cualquier sustancia perceptible
para los sentidos, de
la que están hechas las cosas. ||
Autor:
Mario Andres osorio