Átomos y moléculas

Á tomos y moléculas
La materia, incluso la que constituye los organismos más complejos, está constituida por combinaciones de
elementos. En la Tierra, existen unos 92 elementos. Muchos son muy conocidos, como el carbono, que se
encuentra en forma pura en el diamante y en el grafito; el oxígeno, abundante en el aire que respiramos; el
calcio, que utilizan muchos organismos para construirconchas, cáscaras de huevo, huesos y dientes, y el
hierro, que es el metal responsable del color rojo de nuestra sangre. La partícula más pequeña de un elemento
es el átomo. Los átomos, a su vez, están constituidos por partículas más pequeñas: protones, neutrones y
electrones.
En la actualidad, los físicos explican la estructura del átomo por medio del modelo orbital. Los átomos son las
piezasfundamentales de toda la materia viva y no viva. Aun así, son muy pequeños y constituyen un espacio
eminentemente vacío. Los electrones se mueven alrededor del núcleo a una gran velocidad -una fracción de la
velocidad de la luz- siendo la distancia entre el electrón y el núcleo, en promedio, unas 1.000 veces el diámetro
del núcleo.
En un átomo, existe una íntima relación entre los electrones y laenergía. En un modelo simplificado, la
distancia de un electrón al núcleo está determinada por la cantidad de energía potencial -o "energía de
posición"- que posee el electrón. Así, los electrones tienen diferentes cantidades de energía de acuerdo a su
ubicación con respecto al núcleo y, a su vez, su número y distribución determina el comportamiento químico de
un átomo. Las partículasformadas por dos o más átomos se conocen como moléculas que se mantienen juntas
por medio de enlaces químicos. Dos tipos comunes son los enlaces iónicos y los enlaces covalentes.
Las reacciones químicas involucran el intercambio de electrones entre los átomos y pueden representarse con
ecuaciones químicas. Tres tipos generales de reacciones químicas son:
a. la combinación de dos o más sustancias paraformar una sustancia diferente,
b. la disociación de una sustancia en dos o más, y
c. el intercambio de átomos entre dos o más sustancias.
Las sustancias formadas por átomos de dos o más elementos diferentes, en proporciones definidas y
constantes, se conocen como compuestos químicos. Los seres vivos están constituidos por los mismos
componentes químicos y físicos que las cosas sin vida, yobedecen a las mismas leyes físicas y químicas. Seis
elementos (C, H, N, O, P y S) constituyen el 99% de toda la materia viva. Los átomos de estos elementos son
pequeños y forman enlaces covalentes estables y fuertes. Con excepción del hidrógeno, todos pueden formar
enlaces covalentes con dos o más átomos, dando lugar a las moléculas complejas que caracterizan a los
sistemas vivos.
En losseres vivos la materia se ordena en los llamados
niveles de organización biológica. Cada nivel, desde el
subatómico hasta el de la biosfera, tiene propiedades
particulares -o emergentes- que surgen de la interacción
entre sus componentes.

Elementos biológicamente
importantes
Los elementos son, por definición, sustancias que no
pueden ser desintegradas en otras sustancias por mediosquímicos ordinarios. De los 92 elementos naturales de la Tierra, sólo seis constituyen aproximadamente el 99%
de todos los tejidos vivos. Estos seis elementos son el carbono, el hidrógeno, el nitrógeno, el oxígeno, el fósforo
y el azufre, a los cuales se los conoce con la sigla CHNOPS. Sin embargo, no son los elementos más
abundantes en la superficie de la Tierra.
Composición atómica de tresorganismos representativos
Elemento

Humano

Alfalfa

Bacteria

Carbono

19,37%

11,34%

12,14%

Hidrógeno

9,31%

8,72%

9,94%

Nitrógeno

5,14%

0,83%

3,04%

Oxígeno

62,81%

77,90%

73,68%

Fósforo

0,63%

0,71%

0,60%

Azufre

0,64%

0,10%

0,32%

97,90%

99,60%

99,72%

CHNOPS
Total:

¿Por qué, cuando la vida se organizó y...