Carbono vs Silicio
El carbono y el silicio:
La vida en la Tierra se basa en el carbono. Esto significa, simplemente, que la química para la vida en la Tierra utiliza el carbono para formar moléculas complejas que se usan para varias funciones vitales, como el almacenamiento de información.
Podemos encontrar carbono en todo, desde membranas celulares a hormonas y ADN.
Para reemplazar el carbono con otro elemento, necesitaríamos escoger cuidadosamente a un competidor.En muchas historias fantásticas sobre vida alienígena, el silicio es el candidato propuesto para reemplazar al carbono, ya que se sitúa inmediatamente debajo de este último en la tabla periódica.
El silicio tiene el mismo número de electrones en su capa externa que el carbono, lo que significa que también puede formar cuatro enlaces. También es muy abundante, incluyendo gran parte del suelo que pisas. El silicio se puede enlazar rápidamente consigo mismo para formar Si-Si, igual que el carbono puede formar C-C.
Algunas de las moléculas más comunes de carbono con las que estamos más familiarizados en la Tierra, como el dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH4), tienen derivados del silicio. El silicio es muy atraído por el oxígeno, por lo que se combina con el oxígeno incluso a temperaturas inferiores, formando SiO2. Si el silicio se combinara con el elemento más abundante en el universo, el hidrógeno, formaría silano, SiH4. Sin embargo, el silicio no reacciona tan fácilmente con el hidrógeno como lo hace con el oxígeno. Incluso en las condiciones más reductoras, y con gran exceso de hidrógeno, el silano no se formará a temperaturas menores de 1.000 K. Y cuando comparamos el silano con el metano, advertimos que el silano es mucho menos estable que el metano, y arde cuando entra en contacto con el aire.
Características del silicio:
Se prepara en forma de polvo amarillo pardo o de cristales negros-grisáceos. Se obtiene calentando sílice, o dióxido de silicio (SiO2), con un agente reductor, como carbono o magnesio, en un horno eléctrico. El silicio cristalino tiene una dureza de 7, suficiente para rayar el vidrio, de dureza de 5 a 7. El silicio tiene un punto de fusión de 1.411 °C, un punto de ebullición de 2.355 °C y una densidad relativa de 2,33(g/ml). Su masa atómica es 28,086 u (unidad de masa atómica).
Bioquímica del silicio:
El elemento químico básico que ha sido propuesto para un sistema bioquímico alternativo es el átomo de silicio, puesto que el silicio tiene muchas propiedades químicas similares al carbono, tiene los mismos cuatro enlaces, y está en el mismo grupo del cuadro periódico, el grupo 14.
Una ventaja que podría acarrear el silicio son sus zeolitas, compuestos que bien utilizados podrían ser capaces de filtrar y catabolizar sustancias, del modo de las enzimas de carbono terrestres: las tareas básicas de la vida en nuestro planeta son posibles gracias a los enzimas, una serie de catalizadores con sus correspondientes soportes (las proteínas).
La vida en la Tierra se basa en el carbono. Esto significa, simplemente, que la química para la vida en la Tierra utiliza el carbono para formar moléculas complejas que se usan para varias funciones vitales, como el almacenamiento de información.
Podemos encontrar carbono en todo, desde membranas celulares a hormonas y ADN.
Para reemplazar el carbono con otro elemento, necesitaríamos escoger cuidadosamente a un competidor.En muchas historias fantásticas sobre vida alienígena, el silicio es el candidato propuesto para reemplazar al carbono, ya que se sitúa inmediatamente debajo de este último en la tabla periódica.
El silicio tiene el mismo número de electrones en su capa externa que el carbono, lo que significa que también puede formar cuatro enlaces. También es muy abundante, incluyendo gran parte del suelo que pisas. El silicio se puede enlazar rápidamente consigo mismo para formar Si-Si, igual que el carbono puede formar C-C.Algunas de las moléculas más comunes de carbono con las que estamos más familiarizados en la Tierra, como el dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH4), tienen derivados del silicio. El silicio es muy atraído por el oxígeno, por lo que se combina con el oxígeno incluso a temperaturas inferiores, formando SiO2. Si el silicio se combinara con el elemento más abundante en el universo, el hidrógeno, formaría silano, SiH4. Sin embargo, el silicio no reacciona tan fácilmente con el hidrógeno como lo hace con el oxígeno. Incluso en las condiciones más reductoras, y con gran exceso de hidrógeno, el silano no se formará a temperaturas menores de 1.000 K. Y cuando comparamos el silano con el metano, advertimos que el silano es mucho menos estable que el metano, y arde cuando entra en contacto con el aire.
Características del carbono:
El carbono es un elemento notable por varias razones. Sus formas alotrópicas incluyen, una de las sustancias más blandas (el grafito) y una de las más duras (el diamante) y, desde el punto de vista económico, es de los materiales más baratos (carbón) y uno de los más caros (diamante). Más aún, presenta una gran afinidad para enlazarse químicamente con otros átomos pequeños, incluyendo otros átomos de carbono con los que puede formar largas cadenas, y su pequeño radio atómico le permite formar enlaces múltiples. Así, con el oxígeno forma el dióxido de carbono, vital para el crecimiento de las plantas; con el hidrógeno forma numerosos compuestos denominados genéricamente hidrocarburos, esenciales para la industria y el transporte en la forma de combustibles fósiles; y combinado con oxígeno e hidrógeno forma gran variedad de compuestos como, por ejemplo, los ácidos grasos, esenciales para la vida, y los ésteres que dan sabor a las frutas; además es vector, a través del ciclo carbono-nitrógeno, de parte de la energía producida por el Sol.
Sus propiedades son intermedias entre las del carbono y el germanio. En forma cristalina es muy duro y poco soluble y presenta un brillo metálico y color grisáceo. Aunque es un elemento relativamente inerte y resiste la acción de la mayoría de los ácidos, reacciona con los halógenos y álcalis diluidos. El silicio transmite más del 95 % de las longitudes de honda de la radiación infrarroja.
Se prepara en forma de polvo amarillo pardo o de cristales negros-grisáceos. Se obtiene calentando sílice, o dióxido de silicio (SiO2), con un agente reductor, como carbono o magnesio, en un horno eléctrico. El silicio cristalino tiene una dureza de 7, suficiente para rayar el vidrio, de dureza de 5 a 7. El silicio tiene un punto de fusión de 1.411 °C, un punto de ebullición de 2.355 °C y una densidad relativa de 2,33(g/ml). Su masa atómica es 28,086 u (unidad de masa atómica).Bioquímica del silicio:
El elemento químico básico que ha sido propuesto para un sistema bioquímico alternativo es el átomo de silicio, puesto que el silicio tiene muchas propiedades químicas similares al carbono, tiene los mismos cuatro enlaces, y está en el mismo grupo del cuadro periódico, el grupo 14.
Una ventaja que podría acarrear el silicio son sus zeolitas, compuestos que bien utilizados podrían ser capaces de filtrar y catabolizar sustancias, del modo de las enzimas de carbono terrestres: las tareas básicas de la vida en nuestro planeta son posibles gracias a los enzimas, una serie de catalizadores con sus correspondientes soportes (las proteínas).
Otro obstáculo es que el compuesto principal de las arenas, el dioxido de silicio, el análogo del dióxido de carbono, es un sólido no soluble a la temperatura donde habitualmente el agua es líquida, dificultando la entrada del silicio en el metabolismo de los sistemas bioquímicos a base agua, aunque la gama necesaria de las moléculas bioquímicas podría construirse fuera de ellos. El problema suplementario con el sílice es que sería el producto de una respiración aerobia. Si una forma de vida basada en el silicio “respirara” utilizando el oxígeno, como lo hecho en la vida sobre la Tierra, produciría probablemente el sílice como subproducto (los residuos) de ésta, como el dióxido de carbono para la respiración terrestre.
Como el sílice es un sólido, y no un gas, los órganos excretorios serían completamente diferentes de los pulmones de los animales terrestres, así como de los estomas vegetales. Aunque los órganos absorbentes de oxígeno podrían ser más o menos comparables, la excreción del sílice sólido no podría hacerse por la misma vía sino solo para la absorción de oxígeno, como es el caso para los compuestos del carbono de la vida terrestre.
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