miércoles, 14 de marzo de 2012

NUTRICION Y CARBONO


¿QUE  ES LA NUTRICION?             
Nutrición, es la manera correcta en que un ser humano debe alimentarse, de tal forma que su crecimiento físico y su desarrollo mental sean saludables. Un niño que no lleva una alimentación correcta, llega a tener diversos trastornos funcionales, aumentando así la posibilidad de adquirir enfermedades crónicas, arteriosclerosis, diabetes, obesidad, hipertensión, cirrosis y hasta cáncer.
Hay dos tipos de nutrición que son:
  • Nutrición autótrofa.- la que llevan a cabo los organismos que producen su propio alimento
  • Nutrición heterótrofa (la que llevan a cabo aquellos organismos que necesitan de otros para vivir
La forma más inteligente de nutrirse es sin duda dividir nuestra alimentación en 3-5 tiempos de comida: Desayuno, comida, cena y dos colaciones, procurando que en cada uno de ellos se incluya al menos un alimento de los tres principales grupos de alimentos: CEREALES Y TUBÉRCULOS, VERDURAS Y FRUTAS, Y LEGUMINOSAS Y PRODUCTOS DE ORIGEN ANIMAL pero estas deben de ser variadas para obtener los nutrimentos necesarios y prevenir problemas de salud posteriores.
. Es importante también conocer en qué etapa de desarrollo nos encontramos, y dependiendo de esto, planear nuestra alimentación, ya que un niño, un adolescente y una mujer embarazada por ejemplo, no tienen los mismos requerimientos y necesidades. Esto nos evita comer de más o de menos y a mantener un peso corporal adecuado.

CARBONO

El carbono es un elemento químico de número atómico 6 y símbolo C. Es sólido a temperatura ambiente. Dependiendo de las condiciones de formación, puede encontrarse en la naturaleza en distintas formas alotrópicas, carbono amorfo y cristalino en forma de grafito o diamante. Es el pilar básico de la química orgánica; se conocen cerca de 10 millones de compuestos de carbono, y forma parte de todos los seres vivos conocidos.

Propiedades físicas
Estado de la materia Sólido (no magnético)
Punto de fusión 3823 K (diamante), 3800 K (grafito)
Punto de ebullición 5100 K (grafito)
Entalpía de vaporización 711 Kg/mol (grafito; sublima)
Entalpía de fusión 105 Kg/mol (grafito) (sublima)
Presión de vapor _ Pa
Velocidad del sonido 18.350 m/s (diamante)

Propiedades químicas:
Número atómico 6
Valencia 2,+4,-4
Estado de oxidación +4
Electronegatividad 2,5
Radio covalente (Å) 0,77
Radio iónico (Å) 0,15
Radio atómico (Å) 0,914
Configuración electrónica 1s22s22p2
Primer potencial de ionización (eV) 11,34
Masa atómica (g/mol) 12,01115
Densidad (g/ml) 2,26

DIFERENTES  ALOTROPOS
Los elementos pueden existir en diversas formas, o alótropos, dependiendo de las condiciones y modos en que se han formado. Así se conocen más de 40 formas de carbono muchas de las cuales son amorfas y no cristalinas.
Por ejemplo, el coque es el residuo sólido que se obtiene después de separar los componentes volátiles del petróleo crudo o del carbón. La combustión incompleta de los compuestos orgánicos produce hollín. El negro de carbón es un importante producto comercial, que resulta de calentar los hidrocarburos a temperaturas cercanas a 1000ºC en ausencia de aire, y que tiene múltiples aplicaciones, entre ellas como tinta de impresión. El carbón activo es altamente poroso y posee la propiedad de absorber trazas de sustancias orgánicas del aire (filtros de aire, máscaras de gas) y del agua (filtros de agua). Probablemente las formas cristalinas más conocidas del carbono son el grafito y el diamante.
            El grafito, el alótropo de carbón más estable, está formado por un extenso sistema políciclico de anillos bencénicos fusionados que se disponen en capas, separadas entre sí 3,35 A. El carácter completamente deslocalizado de estas láminas, formadas únicamente por la unión de carbonos sp2, es el origen del color negro y de la conductividad del grafito. Además, como estas láminas pueden desplazarse lateralmente, el grafito tiene propiedades lubricantes. También se emplea en las minas de los lápices.
En el diamante, los átomos de carbono, todos ellos con hibridación sp3, forman una red entrecruzada de ciclo hexanos en conformación silla. Debido a ello el diamante es incoloro, aislante, y el más denso y duro de los materiales conocidos. Es menos estable que el grafito, en 0,45 Kcal/g De átomo de C. Se transforma en grafito a altas temperaturas o cuando se somete a una radiación de energía elevada, propiedad que, es poco apreciada en joyería.
En 1985, Curl, Kroto y Smalley efectuaron un sorprendente descubrimiento, que les valió el premio Nobel de Química en 1996: el buckminsterfullereno , de forma molecular C60, una nueva forma alotrópica de carbono, de estructura semejante a un balón de fútbol. Concretamente, observaron que la evaporación del grafito por acción del láser originaba diversos agregados de carbono en fase de vapor, entre los que abundaban especies de 60 átomos. La estructura que mejor explica este agregado y que respeta la tetra valencia del carbono es la que forman 20 anillos de benceno fusionados, combándose sobre sí mismos hasta adoptar una disposición esférica y con las valencias sobrantes definiendo 12 pentágonos: una especie de icosaedro truncado de 60 vértices equivalentes.
 La molécula fue bautizada como buckminsterfullereno, en honor a Buckminster                            Fuller, ya que su forma recuerda las bóvedas geodésicas que él diseñaba. Es una molécula soluble en disolventes orgánicos, lo cual fue de gran ayuda en la determinación de la estructura y de sus propiedades químicas. Por ejemplo, el espectro de RMN de 13C da la única señal a 142,7 ppm que demuestra que es una molécula únicamente formada por carbonos sp2. Debido a la curvatura, los anillos de benceno que forman el C60 están tensionados y poseen una energía de 10,16 Kcal/g de átomo de C con respecto al grafito. Esta tensión estructural se manifiesta en la variada reactividad de la molécula, que incluye reacciones de adicción electrófila, nucleófila, radicalaria y concertadas.
El hallazgo del C60 condujo a descubrimientos como el desarrollo de métodos sintéticos a escala multigramo; el aislamiento de muchos otros agregados de carbono de talla superior, designados con el nombre genérico de "fullerenos" , como por ejemplo el C70, de estructura parecida a una pelota de rugby; sistemas quirales como el C76; isómeros de C60; fullerenos capaces de encapsular átomos de He o átomos metálicos (fullerenos endoedrales); y la síntesis de sales con propiedades conductoras, como Cs3C60, que se comporta como un superconductor a 40K. Además, nuevos estudios han relevado que pueden  generarse C60 y otros fullerenos en la combustión incompleta de sustancias orgánicas en condiciones especiales, o mediante diversos tratamientos térmicos del hollín. Es decir, son "productos naturales", probablemente presentes en nuestro planeta desde su origen.
Por lo que respecta a sus aplicaciones como materiales, tal vez la más útil sean los nanotubos, moléculas cilíndricas basadas en el motivo estructural de los fullerenos. Los nanotubos pueden dar lugar a materiales más duros que el diamante, y a la vez, poseer carácter elástico y propiedades magnéticas y eléctricas singulares. También pueden actuar como "embalaje" de catalizadores metálicos o biomoléculas. No es de extrañar que los fullerenos hayan adquirido un gran protagonismo en nanotecnología, campo de reciente desarrollo que tiene como objetivo el diseño de dispositivos a escala molecular.
El carbono amorfo es el carbono que no tiene una estructura cristalina. Como con todos los materiales vítreos, puede presentarse algún orden de corto alcance, pero no hay patrones de largo alcance de las posiciones atómicas.
Aunque puede fabricarse carbono completamente amorfo, el carbono amorfo natural (como el hollín) realmente contiene cristales microscópicos de grafito,1 algunas veces diamante.2 A escala macroscópica, el carbono amorfo no tiene una estructura definida, puesto que consiste en pequeños cristales irregulares, pero a escala nano microscópica, puede verse que está hecho de átomos de carbono colocados regularmente



                         Ocho alótropos del carbono: a) Diamante, b) Grafito, c) Lonsdaleíta, d) C60 (Buckminsterfulereno o buckybola), e) C540, f) C70, g) Carbono amorfo, y h) nanotubo de carbono de pared simple o buckytubo.


COMPUESTOS  INORGANICOS

Los compuestos inorgánicos que contiene el carbono son los siguientes:  Monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), carbonatos (contienen el anión CO3(2-)), bicarbonatos (también llamados hidrogenocarbonatos, contienen el anión HCO3(-)), el carbono elemental en sus formas de grafito y diamante, los fullerenos ("bolas" de átomos de carbono, entre 50 y 70 átomos por bola), los nanotubos (cilindros de átomos de carbono huecos por dentro), los acetiluros (sales que contienen el ión C2(2-)), los carburos (contienen el ión C(4-), aunque no es un auténtico ión, porque tiene mucha componente de enlace covalente), los carbonilos metálicos (nucleos metálicos que llevan como ligando el grupo CO)... Bueno, en realidad aquí también se incluirían muchas sales que llevan aniones con carbono, como los xantatos, que son sales con el grupo C(=S)--S y una carga negativa, o los cianuros, que son sales del anión CN(-) (y también su correspondiente ácido, el cianhídrico, HCN)... no sé si me estoy olvidando de alguno...

También, a medio camino entre la química orgánica y la inorgánica se encuentra el metano, que es CH4, pero lo investigan los inorgánicos para temas medioambientales, por ejemplo, y sobre todo, los compuestos organometálicos, donde cadenas típicamente orgánicas (alquilos, alquenos, alquinos, derivados bencénicos y aromáticos...) se unen a centros metálicos, y son estudiados con detalle por ambas ramas.

COMPUESTOS ORGANICOS


Hidrocarburos

Los compuestos orgánicos que contienen solo carbono e hidrógeno reciben el nombre de hidrocarburos; por contener tanto hidrógeno como carbono. Dentro de esta gran familia hay dos subclasificaciones  principales: la alifática y la aromática. Todos los compuestos aromáticos presentan un rasgo estructural único: un anillo aromático. Todos los hidrocarburos que no poseen un anillo aromático se clasifican dentro del grupo de los compuestos alifáticos, los cuales pueden ser saturados e insaturados, y se subdividen en familias que inclyen alcanos, alquenos, alquinos, etc. Los compuestos saturados solo tiene enlaces sencillos, en tanto que las moléculas no saturadas poseen enlaces dobles (alquenos) o triples (alquinos). 
 Clasificación de los hidrocarburos. 
Los alcanos son compuestos con fórmula molecular CnH2n+2. El hidrocarburo más simple es el metano CH4 (n=1). Los hidrocarburos de cadena lineal se denominan hidrocarburos normales. Los cuatro primeros miembros de la familia de hidrocarburos lineales son los siguientes:


Existe un único hidrocarburo con la fórmula molecular CH4, uno sólo con la fórmula molecular C2H6 (el etano), uno sólo con la fórmula molecular C3H8 (el propano), pero sin embargo existen dos alcanos con la fórmula molecular C4H10: el butano y el 2-metilpropano:


Dos compuestos químicos diferentes con la misma fórmula molecular se denominan isómeros. El número de alcanos isoméricos aumenta al aumentar número de átomos de carbono. En la tabla se indican los puntos de fusión y de ebullición, así como el número de isómeros de algunos alcanos de cadena lineal.
Hidrocarburos normales (cadena lineal) 

Nº de carbonos
Fórmula
Nombre
Nº total de isómeros
p.eb.°C
p.f.°C
1
CH4
metano
1
-162
-183
2
C2H6
etano
1
-89
-172
3
C3H8
propano
1
-42
-187
4
C4H10
butano
2
0
-138
5
C5H12
pentano
3
36
-130
6
C6H14
hexano
5
69
-95
7
C7H16
heptano
9
98
-91
8
C8H18
octano
18
126
-57
9
C9H20
nonano
35
151
-54
10
C10H22
decano
75
174
-30
11
C11H24
undecano

196
-26
12
C12H26
dodecano

216
-10
20
C20H42
eicosano
366319
334
+36
30
C30H62
tricontano
4.11x109
446
+66



http://qorganica.perruchos.com/book/export/html/29
 http://elperiodicoquimico.galeon.com/album1462472.htm
 http://www.hiru.com/quimica/compuestos-del-carbono
 http://qorganica.perruchos.com/node/30

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