9 Hechos esenciales sobre el carbono

Puede ser brillante y difícil. Puede ser suave y escamosa. Puede parecer un balón de fútbol. El carbono es la columna vertebral de todos los seres vivos, y aún así podría causar el final de la vida en la Tierra tal como la conocemos. ¿Cómo puede un trozo de carbón y un diamante brillante estar compuesto del mismo material? Aquí hay ocho cosas que probablemente no sabía sobre el carbono.

1. ES LA "CINTA DE CONDUCTO DE LA VIDA". Está en todos los seres vivos, y en algunos muertos. "El agua puede ser el disolvente del universo", escribe Natalie Angier en su introducción clásica a la ciencia, The Canon, "pero el carbono es la cinta aislante de la vida". No solo es cinta adhesiva de carbono, es una cinta adhesiva. Se une átomos entre sí, formando humanos, animales, plantas y rocas. Si jugamos con eso, podemos convertirlo en plásticos, pinturas y todo tipo de productos químicos.

2. ES UNO DE LOS ELEMENTOS MÁS ABUNDANTES DEL UNIVERSO. Se encuentra justo en la parte superior de la tabla periódica, encajada entre el boro y el nitrógeno. Número atómico 6, signo químico C. Seis protones, seis neutrones, seis electrones. Es el cuarto elemento más abundante en el universo después del hidrógeno, el helio y el oxígeno, y el 15º en la corteza terrestre. Mientras se cree que sus primos más antiguos, el hidrógeno y el helio, se formaron durante el tumulto del Big Bang, se cree que el carbono proviene de una acumulación de partículas alfa en explosiones de supernova, un proceso llamado nucleosíntesis de supernova.

3. ES NOMBRADO DESPUÉS DE CARBÓN. Mientras que los humanos conocen el carbón como carbón y después de quemar hollín durante miles de años, fue Antoine Lavoisier quien, en 1772, demostró que en realidad era una entidad química única. Lavoisier usó un instrumento que enfocaba los rayos del Sol usando lentes que tenían un diámetro de alrededor de cuatro pies. Usó el aparato, llamado horno solar, para quemar un diamante en un frasco de vidrio. Al analizar el residuo encontrado en la jarra, pudo mostrar que el diamante estaba compuesto únicamente de carbono. Lavoisier lo mencionó por primera vez como un elemento en su libro de texto Traité Élémentaire de Chimie, publicado en 1789. El nombre carbono deriva del carbón francés o carbón.

4. LE GUSTA HACER ENLACES

Puede formar cuatro enlaces, lo que hace con muchos otros elementos, creando cientos de miles de compuestos, algunos de los cuales usamos a diario. (¡Plásticos! ¡Drogas! ¡Gasolina!) Más importante aún, esos enlaces son fuertes y flexibles.

5. CASI EL 20 POR CIENTO DE TU CUERPO ES CARBONO. May Nyman, profesor de química inorgánica en la Universidad Estatal de Oregon en Corvallis, Oregon, le dice a Mental Floss que el carbono tiene un alcance casi increíble. "Constituye todas las formas de vida, y en la cantidad de sustancias que produce, las grasas, los azúcares, hay una gran diversidad", dice. Forma cadenas y anillos, en un proceso que los químicos llaman catenation. Todos los seres vivos están construidos sobre una columna vertebral de carbono (con nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y otros elementos). Así que los animales, las plantas, todas las células vivas y, por supuesto, los humanos son un producto de la cate nación. Nuestros cuerpos tienen un 18.5 por ciento de carbono, en peso.

Y sin embargo, también puede ser inorgánico, dice Nyman. Se combina con oxígeno y otras sustancias para formar grandes partes del mundo inanimado, como rocas y minerales.

6. DESCUBRIMOS DOS NUEVAS FORMAS DE TI ÚNICAMENTE RECIENTEMENTE.

El carbono se encuentra en cuatro formas principales: grafito, diamantes, fullerenos y grafeno. "La estructura controla las propiedades del carbono", dice Nyman. El grafito ( "la piedra de escribir" ) está formado por láminas de carbón conectadas flojamente formadas como alambre de gallinero. Dibujar algo en realidad solo está raspando capas de grafito en el papel. Los diamantes, por el contrario, están vinculados tridimensionalmente. Estos bonos excepcionalmente fuertes solo se pueden romper con una gran cantidad de energía. Debido a que los diamantes tienen muchos de estos enlaces, los convierte en la sustancia más dura de la Tierra.

Los fullerenos se descubrieron en 1985 cuando un grupo de científicos inyectó grafito con un láser y el gas de carbono resultante se condensó a moléculas esféricas previamente desconocidas con 60 y 70 átomos. Fueron nombrados en honor a Buckminster Fuller, el excéntrico inventor que creó cúpulas geodésicas con esta composición parecida a un balón de fútbol. Robert Curl, Harold Kroto y Richard Smalley ganaron el Premio Nobel de Química en 1996 por descubrir esta nueva forma de carbono.

El miembro más joven de la familia del carbono es el grafeno, encontrado por casualidad en 2004 por Andre Geim y Kostya Novoselov en una improvisada investigación. Los científicos usaron cinta adhesiva -sí, de verdad- para levantar hojas de carbón de un átomo de grosor de un trozo de grafito. El nuevo material es extremadamente delgado y fuerte. El resultado: el Premio Nobel de Física en 2010.

7. LOS DIAMANTES NO SE LLAMAN "HIELO" DEBIDO A SU APARIENCIA. Los diamantes se llaman "hielo" porque su capacidad para transportar el calor los hace fríos al tacto, no por su aspecto. Esto los hace ideales para usar como disipadores de calor en microchips. (Los diamantes sintéticos se usan principalmente.) De nuevo, entra en juego la estructura de celosía tridimensional de los diamantes. El calor se convierte en vibraciones reticulares, que son responsables de la muy alta conductividad térmica de los diamantes.

8. NOS AYUDA A DETERMINAR LA EDAD DE LOS ARTEFACTOS— Y ASI PROBAR QUE ALGUNOS DE ELLOS SON FALSOS. El científico estadounidense Willard F. Libby ganó el Premio Nobel de Química en 1960 por desarrollar un método para fechar reliquias mediante el análisis de la cantidad de una subespecie radiactiva de carbono contenida en ellas. La datación por radiocarbono o C14 mide la descomposición de una forma radiactiva de carbono, C14, que se acumula en los seres vivos. Se puede usar para objetos que tienen hasta 50,000 años de antigüedad. La datación por carbono ayuda a determinar la edad de Ötzi, el Hombre de Hielo, un cadáver de 5300 años hallado congelado en los Alpes. También estableció que la Mesa Redonda de Lancelot en la Catedral de Winchester se hizo cientos de años después de la supuesta Era Arturiana.

9. DEMASIADO ESTÁ CAMBIANDO NUESTRO MUNDO. El dióxido de carbono (CO2) es una parte importante de una manta gaseosa que se envuelve alrededor de nuestro planeta, lo que lo calienta lo suficiente como para mantener la vida. Pero la quema de combustibles fósiles, que se basan en una red troncal de carbono, libera más dióxido de carbono, que está directamente relacionado con el calentamiento global. Se han propuesto varias formas de eliminar y almacenar dióxido de carbono, incluida la bioenergía con captura y almacenamiento de carbono, que consiste en plantar grandes rodales de árboles, cosecharlos y quemarlos para crear electricidad y capturar el CO2 creado en el proceso y almacenarlo bajo tierra. . Sin embargo, otro enfoque que se está discutiendo es artificialmente hacer que los océanos sean más alcalinos para permitirles unir más CO2. Los bosques son sumideros de carbono naturales, porque los árboles capturan CO2 durante la fotosíntesis, pero la actividad humana en estos bosques contrarresta y supera cualquier ganancia de captura de CO2 que podamos obtener. En resumen, todavía no tenemos una solución para la superabundancia de C02 que hemos creado en la atmósfera.