similitudes entre el carbono y la biomolecula
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Similitudes entre el silicio y el carbono
Escrito por Chuck Robert ; última actualización: February 01, 2018
El silicio está compuesto principalmente por arena pura, que se cocina con carbono en un horno eléctrico para producir un material que es 97% silicona.
Goodshoot/Goodshoot/Getty Images
El silicio y el carbono están entre los elementos más similares dentro de la tabla periódica. Tienen algunas diferencias grandes, como que el silicio es un compuesto inorgánico, pero muchos de los compuestos creados usando carbono o silicios son casi gemelos. El carbono es el elemento fundamental de la materia viva, que tiene un rol principal en los procesos metabólicos, mientras el silicio es un elemento de las máquinas, que sirve como componente principal de sus partes, como los semiconductores.
Abundancia
Una gran porción de la Tierra está compuesta por silicio y carbono, haciendo que estén entre las sustancias no metálicas más importantes. Ambos son abundantes en todo el universo y sobre el planeta Tierra.
Compuestos
Tanto el carbono como el silicio normalmente forman compuestos, que comparten fácilmente electrones con otros elementos. El carbono establecerá uniones múltiples con otras moléculas formando uniones covalentes simples, dobles y triples. El carbono forma compuestos como metano, propano, butano, benceno y dióxido de carbono. El silicio forma compuestos como silano, hexahidruro de disilicio, tetraflluoruro de silicio y tetracloruro de silicio. A menudo ambos elementos se combinan, y el carbono sirve como esqueleto para el silicio. Sin embargo, este último también forma polímeros, que son estructuras de silicio y oxigeno.
Tabla periódica
Tanto el silicio como el carbono son miembros de la familia IVA de la tabla periódica. Ambos son no-metales. El silicio es solo un poco más metálico que el carbono ya que pierde sus electrones un poco más fácilmente. Ambos tienen una valencia 4; también tienen casi la misma densidad: el silicio tiene 2,3 gramos por centímetro cúbico y el carbono 2,2, y ambos son sólidos a temperatura ambiente.
Dureza
Tanto el carbono como el silicio tienen amplios rangos de dureza. Una forma de carbono, llamada grafito, es uno de los elementos más blandos que se conocen. Otra forma de carbono, el diamante, es una de las sustancias más duras que se conocen. El carburo de silicio es casi tan duro como el diamante y tanto los cristales de cuarzo como las bolas de fulereno son muy duras. La mica es la versión de silicio del grafito de carbono.
Usos humanos
Tanto el carbono como el silicio son parte fundamental de la vida humana. El silicio es el principal componente de los aparatos electrónicos y ha sido usado en una amplia gamad de inversiones humanas, desde puntas de flecha a vidrio. El carbono es crucial para la biología humana.
Respuesta:
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Las propiedades de enlace del carbono:
¿Por qué el carbono es tan popular para hacer esqueletos moleculares? ¿Por qué no usar en su lugar... oxígeno, por ejemplo, con este propósito? Por un lado, los enlaces carbono-carbono son inusualmente fuertes, por lo que el carbono puede formar un esqueleto estable y resistente para una molécula grande. Sin embargo, tal vez lo más importante es su capacidad de formar enlaces covalentes. Dado que un átomo de C puede formar enlaces covalentes hasta con otros cuatro átomos, es bastante adecuado para formar el esqueleto básico de una macromolécula.
Como analogía, imagina que juegas con un set de Tinker Toy® y tienes ruedas conectoras con dos o cuatro orificios. Si eliges la rueda conectora con cuatro orificios, podrás hacer más conexiones y construir una estructura compleja con más fácilidad que si eliges la rueda con dos orificios. Un átomo de carbono puede unirse con otros cuatro átomos y es como la rueda de cuatro orificios, mientras que un átomo de oxígeno, que solo puede unirse a dos, es como la rueda de dos orificios.
La capacidad del carbono para formar enlaces con otros cuatro electrones se debe a su número y configuración de electrones. El carbono tiene un número atómico de seis (esto es, seis protones y seis electrones en un átomo neutro), así que los primeros dos electrones llenan la capa interna y los cuatro restantes se quedan en la segunda capa, que es la capa de valencia (la más externa). Para lograr la estabilidad, el carbono debe encontrar cuatro electrones más para llenar su capa externa, para un total de ocho que cumple con la regla del octeto. Los átomos de carbono pueden entonces formar enlaces con otros cuatro átomos. Por ejemplo, en el metano (CH_4
4
start subscript, 4, end subscript), el carbono forma enlaces covalentes con cuatro átomos de hidrógeno. Cada enlace corresponde a un par de electrones compartidos (uno del carbono y otro del hidrógeno), lo que le da al carbono los ocho electrones que necesita para llenar su capa externa.
Hidrocarburos:
Los hidrocarburos son moléculas orgánicas compuestas completamente de carbono e hidrógeno. A menudo usamos hidrocarburos en nuestra vida cotidiana: por ejemplo, el propano de una parrilla de gas y el butano de un encendedor son ambos hidrocarburos. Son buenos combustibles porque sus enlaces covalentes almacenan una gran cantidad de energía que se libera cuando se queman las moléculas (es decir, cuando reaccionan con oxígeno y forman dióxido de carbono y agua).
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