El carbono: un elemento milagroso

Todas las leyes de la física nos muestran que la existencia y sostenimiento de la vida se asientan en equilibrios y medidas o cantidades específicas. La estructura general del universo, el lugar de la Tierra en el mismo, las características materiales de ésta –aire, luz, agua, etc.–, se basan en propiedades esenciales para nuestra supervivencia.

Al hacerse las investigaciones a nivel molecular, se revela más que nunca una precisión singular en la Creación del mundo microscómico. Eso se advierte claramente incluso a un nivel más pequeño, como el atómico, en donde todo deja ver una adecuación y orden absolutos.  La realidad de nuestras manos, ojos y pulmones, y de todo lo vivo en general (vegetales y animales), sólo es posible gracias a los “ladrillos” que sirven para su formación.

El físico Robert Clark describe en su obra, El Universo: ¿Planificado o Accidental?, cómo pasaron a existir esos ladrillos de vida a través de una Creación muy especial y superior:

“Es como si el Creador nos ha dado servido un conjunto de cosas o partes prefabricadas, listas para funcionar”

(Robert E. D. Clark, El Universo: ¿Planificado o Accidental?, Londres, Paternoster Press, 1961, p. 98).

Uno de esos componentes especiales a los que se refiere Clark, es el elemento llamado carbono. Este posee distintas particularidades en relación con otros, que son claves para la vida. El carbono es el sexto elemento en la tabla periódica. Su mayor importancia reside en que constituye el fundamento de miles de cosas que hay en la Tierra, desde las ruedas de nuestro automóvil a nuestras computadoras, desde el gas natural a la celulosa, desde el alimento al ADN de nuestras células.

La película que va a ver, le dará información sobre la estructura del carbono, lo que le permitirá ser testigo de una gran comprobación de la Creación.

LA FORMACION MILAGROSA DEL ELEMENTO CARBONO

El elemento carbono, fundamento de todo tipo de vida, se produce únicamente como resultado de una reacción muy especial en el corazón de las estrellas gigantes. Si ese tipo de reacción no tuviese lugar, el carbono no existiría en este universo y, por supuesto, tampoco la vida. A esa reacción la denominamos “milagrosa”, porque se manifiesta solamente en condiciones que jamás se presentan en otras circunstancias. Examinemos este fenómeno.

El átomo de carbono pasa a existir como resultado de un proceso en dos etapas que se da en el núcleo de las estrellas gigantes. Primero se combinan dos átomos de helio para producir un “elemento intermedio” con cuatro protones y cuatro neutrones, conocido como berilio. Al agregarse a éste un tercer átomo de helio, pasamos a tener entonces un átomo de carbono con seis protones y seis neutrones.

El berilio que se presenta en la primer etapa, tiene una estructura distinta al berilio que se encuentra en la Tierra. El de la tabla periódica posee un neutrón extra, en tanto que el que se forma en el interior de las estrellas rojas gigantes es otra versión. Los químicos denominaron a este último “isótopo” (dos átomos son isótopos cuando en sus núcleos tienen el mismo número de protones y distinto número de neutrones).Y los físicos siempre se han asombrado por lo anormalmente inestable que resulta. ¡A tal punto es así, que se desintegra en apenas una cuatrillonésima de segundo después de formarse!

Entonces, ¿cómo es que el isótopo de berilio, que se desvanece casi instantáneamente después de presentarse, se convierte en carbono? El átomo de helio que convertirá al isótopo de berilio en carbono, ¿se aproxima y une al mismo por casualidad? Por supuesto, es algo imposible. Es tan o más imposible a que se agregue un ladrillo sobre otros dos, antes que éstos se separen, en un período de tiempo tan pequeño como una trillonésima de segundo. Pero es así como se materializa una nueva estructura.

El conocido científico Paul Davies describe dicho fenómeno milagroso en las siguientes palabras:

“El núcleo del carbono se constituye mediante un proceso delicado que involucra el encuentro simultáneo de tres núcleos de helio en el interior de una gran estrella. Debido a la rareza de este triple encuentro nuclear, la reacción puede avanzar a una velocidad significativa sólo en el marco de energías bien definidas (que se denominan resonancias), pues es muy amplificada por los efectos cuánticos…. una de esas resonancias se ubica en el entorno que corresponde a los tipos de energías que encierra el núcleo de helio en el interior de las grandes estrellas”

(Paul Davies, “La Irrazonable Efectividad de la Ciencia”, La Evidencia de un Propósito, editado por John Marks Templeton, 1994, The Cotinuum Pub. Co., N. York, pp. 48-49).

En las gigantes rojas tiene lugar un proceso conocido como “doble resonancia”. Cuando dos átomos de helio resuenan al unísono, otra resonancia hace que un tercer átomo de helio se una al átomo (isótopo) de berilio, cuya vida es solamente de una cuatrillonésima de segundo, para producir el carbono. Se trata de un fenómeno que sería imposible fuera de las condiciones en esas estrellas.

George Greenstein explica porqué la “doble resonancia” es un mecanismo tan extraordinario:

“En esta historia hay tres estructuras (atómicas) totalmente separadas —helio, berilio y carbono— y dos resonancias totalmente disociadas. Es difícil comprender porqué estos núcleos deberían operar de consuno tan fácilmente… Otras reacciones nucleares no operan por medio de una notable cadena de solución de continuidad tan favorable… Es como descubrir resonancias complejas y profundas entre un auto, una bicicleta y un carro. ¿Por qué estructuras tan dispares deberían acoplarse tan perfectamente? De eso depende nuestra existencia y la de todas las formas de vida del universo”.

George Greenstein, El Universo Simbiótico, pp. 43-44).

Greenstein considera que la formación del carbono en el núcleo de las estrellas gigantes es algo que no podría ocurrir espontáneamente (azarosamente). Pero se abstiene de describir inequívocamente ese hecho como “un milagro de la Creación”, puesto que adhiere al dogma materialista.

Luego se descubrió que otros elementos, como el oxígeno, también se forman por medio de resonancias extraordinarias. Fred Hoyle, el primero en descubrirlas, admitió finalmente en su libro Galaxias, Núcleos y Quasares, que dicho proceso tenía que ser el resultado del designio y no de la casualidad, a pesar de ser él un fervoroso materialista. Reconoció, en definitiva, que la doble resonancia era algo “regulado”. En otro artículo dijo:

“Si usted quisiera producir carbono y oxígeno en cantidades aproximadamente iguales por medio de la nucleosíntesis estelar, hay dos niveles en los que tendría que reparar; la atención habría que fijarla, precisamente, en dónde realmente se encuentran esos niveles… Una interpretación de los hechos, con sentido común, sugiere que un superintelecto se ha metido con la física, como así también con la química y la biología, y que ninguna fuerza ciega importante se expresa en la naturaleza. Me parece que los números que se obtienen de los cálculos de las realidades son tan arrolladores, aplastantes, como para llegar a la conclusión mencionada de manera indiscutible”

(Citado de Hoyle en Los Tres Minutos Finales, Paul Davies, N. York:Basic Books, 1994, pp. 49-50).

Hoyle declaró que la inferencia ineludible de esta franca verdad no debería pasarle inadvertida a otros científicos:

“Creo que todo científico que examine las evidencias no dejará de concluir que lasleyes de la física nuclear han sido deliberadamente diseñadas, proyectadas, en lo tocante a las consecuencias resultantes en el interior de las estrellas”.

(Fred Hoyle, La Religión y los Científicos, Londres, SCM, 1959; M. A. Corey, La Historia Natural de la Creación, Maryland, University Press of America, 1995, p. 341).

EL “LADRILLO” FUNDAMENTAL DE LA VIDA

Se ha estimado que en la Tierra existen unos dos millones de compuestos, resultantes de distintas combinaciones. Cierta cantidad se constituyen con sólo dos átomos, aunque también están esos que lo hacen con millones. Lo interesante es que cada elemento posee su particularidad específica para producir compuestos. Algunos nunca se combinan con elementos distintos, bajo ninguna circunstancia. Otros producen sólo uno o dos compuestos. Pero el carbono es distinto a todos ellos. Tiene la capacidad de producir 1.700.000 compuestos. Si se tiene presente que el total de compuestos diferentes se considera que es de dos millones, vemos que el resto de los demás elementos producen solamente 300 mil compuestos. Por lo tanto, se deduce que el carbono es una gran maravilla de la Creación. 

También es interesante saber que la cantidad de dicho elemento tan vital e importante es pequeña en el planeta. El carbono representa apenas el 9 – 10% del peso de los organismos vivientes y solamente 17 cienmilésima parte de la composición de la Tierra. A pesar de ser tan poco abundante, se encuentra en todos los aspectos de nuestra vida, incluido nuestro cuerpo, y ningún otro elemento puede reemplazarlo.

La facilidad con la que el carbono forma compuestos radica en los enlaces que establece. Debido a sus propiedades moleculares, es capaz de combinarse con otros átomos de carbono y también con átomos distintos, de manera diferente a como lo hacen otros elementos. El carbono forma uniones covalentes muy fuertes con otros átomos de carbono. Esta propiedad permite la constitución de moléculas muy grandes y largas. Los carbohidratos, las proteínas y los ácidos nucleicos en el cuerpo humano, son moléculas grandes que resultan de tales uniones de átomos de carbono.

Los científicos invirtieron muchos años en la investigación del carbono, dado que no había otro elemento que lo remplace. Al ser el silicio el elemento más cercano al mismo, presumieron que, de alguna manera, podría constituir los compuestos formados por el carbono. Pero todos los esfuerzos en tal sentido resultaron vanos. La principal razón reside en la unión fuerte y muy sólida que forma el carbono con sus propios átomos, lo cual permite enlaces muchos más largos y muy estables. Aunque el silicio es un elemento muy cercano al carbono, es incapaz de formar ligazones tan potentes con sus propios átomos. Por el contrario, se establecen uniones débiles e inapropiadas para la formación de cadenas largas.

Nevil Sidgwick describe en su libro Los Elementos Químicos y Sus Compuestos porqué no hay ninguna alternativa al carbono:

“Sabemos suficientemente para estar seguros que es imposible la idea de un mundo en el que el silicio reemplazaría al carbono como fundamento de la vida…”

(Nevil W. Sidgwick,  Los Elementos Químicos y Sus Compuestos, Vol. I, Oxford, Oxford University Press, 1950, p. 490).

La Tierra es el único planeta conocido con las condiciones necesarias para que el carbono dé lugar a compuestos.

El carbono forma compuestos entre -20 ºC y 120 ºC. A menos del límite inferior empiezan a congelarse, en tanto que al sobrepasar el límite superior comienzan a desintegrarse. Por ejemplo, al incendiarse un bosque, el calor extremo altera la estructura de los troncos debido a las modificaciones radicales que sufre el carbono. Es decir, pierde su estructura original. 

Como vemos, el carbono se deteriora debido a ciertos cambios de temperatura. Si las temperaturas extremas se extendiesen a todo el planeta, la vida desaparecería. Esto constituye una de las pruebas más importante de que la Tierra es una creación especial. Esos rangos de temperaturas, tan acotados, que permiten que el carbono forme compuestos orgánicos, sólo existen en nuestro planeta. Hagamos algunas comparaciones. La temperatura en Venus, ubicado antes que nosotros respecto al sol, ronda en unos 450ºC; y en Marte, que se ubica después de nosotros, es de alrededor  de -53ºC. En consecuencia, es imposible que el carbono forme compuestos en las condiciones de Venus y de Marte. No debe olvidarse que las temperaturas en las estrellas se calculan en millones de grados, en tanto que en el vasto espacio exterior es de -273ºC, es decir, el cero absoluto.

El hecho de que sólo la Tierra posee el rango de temperatura adecuado para que sea posible la vida basada en el carbono, es consecuencia de una bendición y Creación especial. Lo importante es comprobar, observando estas perfecciones y conociendo el arte sin par de Dios, que siempre necesitamos de El y que debemos apreciar Su grandeza. Dios revela en el Corán:

Y ¿qué os parece vuestra siembra? ¿La sembráis vosotros o somos Nosotros los sembradores? Si quisiéramos, de vuestro campo haríamos paja seca e iríais lamentándoos: “Estamos abrumados de deudas, más aún, se nos ha despojado” Y ¿qué os parece el agua que bebéis? ¿La hacéis bajar de las nubes vosotros o somos Nosotros los que la enviamos? Si hubiéramos querido, la habríamos hecho salobre. ¿Por qué, pues, no dais las gracias? Y ¿qué os parece el fuego que encendéis? ¿Habéis hecho crecer vosotros el árbol que lo alimenta o somos Nosotros Quienes lo han hecho crecer? (Corán, 56:63-72).

LOS SIGNOS DE LA CREACION EN EL CARBONO

Al examinar detalladamente el carbono, vemos que tanto la formación de este átomo, como sus propiedades químicas, fueron especialmente determinadas.

EL carbono puro se encuentra en la naturaleza en dos formas separadas: grafito y diamante. Pero los compuestos que produce son sustancias y estructuras orgánicas muy distintas: desde la membrana celular a la corteza de los árboles, desde los cristalinos de los ojos a las astas del ciervo, desde la clara de huevo al veneno de la serpiente, consisten en compuestos basados en el carbono.

El carbono se combina con los átomos de hidrógeno, oxígeno y nitrógeno en formas geométricas y secuencias muy distintas, produciendo en consecuencia sustancias muy diversas. 

Como dijimos, algunos compuestos de carbono consisten en unos pocos átomos en tanto que otros integran a miles o millones de ellos. Sólo los átomos de carbono pueden formar compuestos tan permanentes y extensos. Dice Nevil Sidgwick en su libro acerca del carbono:

“El carbono es único entre los elementos en lo que hace a la cantidad y variedad de compuestos que puede formar. Ya han sido aislados y descritos más de un cuarto de millón, pero este solo dato da una idea muy imperfecta de sus atributos, dado que es la base de todas las formas de vida”.

(Nevil W. Sidgwick,  Los Elementos Químicos y Sus Compuestos, Vol. I, Oxford, Oxford University Press, 1950, p. 490).

Los Enlaces Covalentes

Cuando el carbono se combina con otros átomos para formar compuestos orgánicos, el enlace que se establece entre ellos se conoce como “enlace covalente”. Este se forma cuando dos átomos comparten los mismos electrones. 

Los electrones giran en órbitas específicas alrededor del núcleo del átomo. En la órbita más cercana al núcleo puede haber solamente dos electrones. La órbita siguiente puede contener ocho, la siguiente 18, etc. Lo valioso de observar es que los átomos tienen la predisposición a completar el número de electrones en sus órbitas. Por ejemplo, el oxígeno, con seis electrones en la segunda órbita, busca agregar dos más y completar la misma con ocho.

Nadie pudo explicar hasta ahora a qué se debe esa tendencia, a menos que se argumente lo de la predisposición. Y sin la existencia de esa tendencia, obviamente, nunca hubiese existido la vida. Los enlaces covalentes se forman gracias al “deseo” de los átomos por “completar sus órbitas”. Y para hacerlo, dos átomos distintos deben compartir sus electrones.

Por ejemplo, dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno constituyen el agua mediante enlaces covalentes. El oxígeno eleva el número de electrones en la segunda órbita a 8 al compartir un electrón con cada uno de los átomos de hidrógeno. A su vez, cada átomo de hidrógeno eleva a dos el número de electrones en su órbita, por medio de usar uno de los electrones del oxígeno.

El carbono, entonces, permite la formación de sustancias distintas mediante las uniones covalentes. El metano es una de ellas y se forma con cuatro átomos de hidrógeno y uno de carbono. Dado que el número atómico  del carbono es menor en dos unidades al del O2, el carbono se une con 4 átomos de hidrógeno en lugar de dos, como lo hace el O2.

Como dijimos al comienzo, los enlaces producidos por el carbono constituyen un espectro muy amplio. Y al producirse con el hidrógeno da lugar a una gran familia conocida como “hidrocarburos”. En la misma se incluye el gas natural, el petróleo, el gasoil, el kerosén y distintos aceites industriales. Los hidrocarburos etileno y propileno son la base de la industria petroquímica. Otros hidrocarburos son el benceno, el tolueno y la trementina. Las bolas de naftalina que ponemos en el ropero para proteger nuestras ropas de las polillas, son otra forma de hidrocarburo. Al combinarse el cloro o el flúor con hidrocarburos, se obtienen sustancias como los anestésicos; las que se usan en los extintores de fuego (hidrocarburo halogenado) o el freón para los refrigeradores.

También son muy numerosas las sustancias que, mediante enlaces covalentes, forma el carbono con el hidrógeno y el oxígeno. Entre ellas se encuentran aldehídos, cetonas y ácidos grasos, así como alcoholes, por ejemplo, el etanol y el propanol.

Dos compuestos importantes formados por carbono, oxígeno e hidrógeno, son la glucosa y la fructosa, suministradores de energía y presentes en los alimentos. La celulosa, el constituyente de la parte dura de los árboles, representa la materia prima para la elaboración del papel, la cera de abejas, el vinagre y el ácido fórmico. Todo ello, repetimos, existe como resultado de los enlaces covalentes que constituye el carbono con el hidrógeno y el oxígeno.

Asimismo, se producen compuestos muy importantes cuando el carbono se enlaza  con átomos de hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Los más destacados son los aminoácidos, productores de las proteínas, los “ladrillos” de nuestros cuerpos. Los nucleótidos que establecen el ADN, también son moléculas de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.

En resumen, los enlaces covalentes constituidos por el átomo de carbono, son precondiciones esenciales para la vida. Si el carbono no fuese capaz de generar esos enlaces con el oxígeno, el hidrógeno y el nitrógeno, la vida no hubiese aparecido.

El carbono forma esos enlaces gracias a una característica química, denominada  “metaestabilidad”. De ello nos habla el conocido bioquímico John Burdon Sanderson Haldane:

“Por molécula metaestable se entiende  la que puede liberar energía por medio de una transformación, sin dejar de ser suficientemente estable por un largo período de tiempo,  a menos que sufra una alteración producida por el calor, la radiación o la unión con un catalizador”.

(J. B. S. Haldane, El Origen de la Vida, New Biology, 1954, Vol. 16, p.12).

Dicha definición técnica significa que el átomo de carbono tiene una estructura exclusiva, gracias a la cual forma fácilmente enlaces covalentes en condiciones normales.

De todos modos, hay algo interesante en esto. La metaestabilidad del carbono, que es esencial para la vida, se da solamente dentro de un muy estrecho rango de temperaturas. En un medio con más de 100ºC, los compuestos de carbono se convierten en altamente inestables.

Lo dicho lo podemos observar en nuestras vidas diarias. Por ejemplo, al cocinar carne, el efecto del calor modifica la estructura de los compuestos de carbono. Es importante comprender que la carne que se cocina pasa a estar completamente “muerta”. En otras palabras, adquiere una estructura absolutamente distinta a la que poseía hasta entonces o en un organismo vivo. La mayoría de los compuestos de carbono se deterioran a 100ºC. Muchas vitaminas se descomponen de golpe. El mismo cambio estructural ocurre en los azúcares y entonces pierden su valor nutricional. A una temperatura un poco mayor, por ejemplo 150ºC, los compuestos de carbono empiezan a quemarse. 

En otras palabras, los compuestos de carbono establecen enlaces covalentes estables hasta 100ºC. Y por debajo de 0ºC deja de actuar la bioquímica orgánica. Otros compuestos, en cambio, se comportan de manera distinta.

La mayoría de las sustancias inorgánicas no se ven afectadas por los cambios de temperatura. Lo podemos comprobar colocando en una sartén, que calentamos, un trozo de metal, vidrio o piedra junto con una porción de carne. Al irse elevando la temperatura se modifica la estructura de la carne, se oscurece y eventualmente se quema. Pero al metal, al vidrio o la piedra no les sucede nada aunque se llegue a los cientos de grados centígrados.

Una investigación aún más minuciosa, nos muestra que las temperaturas dentro de las que los compuestos de carbono construyen y mantienen los enlaces covalentes, son exactamente las de los rangos existentes en la mayor parte de la Tierra. Y como ya sabemos, en el resto del universo conocido las temperaturas varían desde los terribles millones de grados en distintas estrellas al cero absoluto, es decir, -273ºC. Pero nuestro planeta, creado para los seres humanos, posee los límites de temperatura requeridos para la formación apropiada de los compuestos de carbono, los “ladrillos” primarios de la vida.

Un aspecto más llamativo es que esos límites son los mismos para la existencia de agua líquida, una de las condiciones esenciales para la vida. Empero, esa coincidencia no está marcada por ninguna ley natural. Ello indica que las propiedades del agua, de los compuestos de carbono y de la Tierra, fueron creadas para que sean compatibles una con otra.

En el Corán se revela la naturaleza adecuada de la Creación de Dios:

Es Quien ha creado siete cielos superpuestos. No ves ninguna contradicción en la creación del Compasivo. Mira otra vez. ¿Adviertes alguna falla? Luego mira otras dos veces: tu mirada volverá a ti cansada, agotada (Corán, 67:3-4).

Los Enlaces Débiles

Los enlaces covalentes no son los únicos que mantienen juntos a los átomos en un organismo vital. Existen otros tipos, a los que se conoce como “enlaces débiles”.

Las proteínas, “ladrillos” básicos de la vida, deben sus formas tridimensionales a los enlaces débiles.

En función de la claridad al respecto, necesitamos hablar de la estructura de las proteínas. Por lo general se las considera “cadenas de aminoácidos”. Es una definición precisa pero inadecuada, porque hace pensar en series bidimensionales, a modo de perlas en un collar, una después de otra. Pero a los aminoácidos constituyentes de las proteínas los podemos comparar, en realidad, con las hojas en distintas ramas de un árbol.

Los enlaces covalentes mantienen juntos a los átomos de aminoácidos. Por otra parte, los enlaces débiles combinan los aminoácidos en la forzosa forma tridimensional. Las proteínas no existirían si no fuese por los enlaces débiles. Y en ausencia de proteínas la inexistente sería la vida.

Lo notable en esto es que el rango de temperatura requerido para los enlaces débiles es, al igual que para los enlaces covalentes, exactamente el que existe en la Tierra, aunque unos y otros tienen estructuras totalmente distintas y no hay ninguna razón natural que explique porqué ambos se ajustan a ese mismo requerimiento. Si los enlaces covalentes fuesen estables a temperaturas distintas a las requeridas por los enlaces débiles, sería imposible la formación de las proteínas.

Toda esta información acerca de las propiedades extraordinarias  de los átomos de carbono, nos indica que hay una espectacular conformidad entre los mismos y otros átomos y compuestos que son esenciales para la vida, como el agua. También hay concordancia entre la estabilidad  del átomo de carbono para producir enlaces y la temperatura de nuestro planeta, la “casa” para todos esos elementos y compuestos.

Michael Denton enfatiza esta realidad en su  libro El Destino de la Naturaleza

“De entre la enorme cantidad de rangos de temperatura en el cosmos, sólo existe una diminuta banda en la que tenemos (1) agua líquida, (2) una gran abundancia de compuestos orgánicos metaestables y (3) enlaces débiles para estabilizar las formas tridimensionales de las moléculas complejas”.

(Michael Denton, El Destino de la Naturaleza, pp. 115-116). 

Como ya hemos visto, dicho rango estrecho de temperatura existe únicamente en la Tierra de entre todos los cuerpos celestes conocidos. Y más importante aún, dos de los principales constituyentes de la vida –el carbono y el agua– se encuentran en una medida adecuada sólo en nuestro planeta.

Todo esto nos lleva a remarcar que el átomo de carbono, y sus  propiedades extraordinarias, fueron creados especialmente para la vida. Y que el astro en el que vivimos fue creado especialmente para la vida basada en el carbono.

EL DIAMANTE: LA DUREZA MAXIMA

¿Qué tiene en común un diamante relumbrante con una broca? El diamante en bruto es el más duro de todos los minerales y sustancias. Por eso mismo, el cristal de diamante se usa para cortar, taladrar y cepillar todo tipo de cosa.

La dureza es la resistencia que, por sus propiedades, exhibe un material al desgaste, al rayado, etc. Los minerales se pueden clasificar fácilmente en función de su dureza, la cual se determina en cada uno sometiéndolos al desgaste entre sí. El geólogo Friederich Mohs tomó diez minerales y los clasificó por su dureza, de menor a mayor. En esa escala el diamante resultó el número diez, es decir, el más duro. ¿Qué es lo que le da esa propiedad al diamante?

Tengamos en cuenta que el grafito blando y quebradizo, que se usa en los lápices, está hecho de átomos de carbono, al igual que el diamante. Pero el primero es muy blando y el segundo extremadamente duro. El primero es como un trozo negro de carbón y se encuentra en la naturaleza en mucho mayor cantidad que el segundo, incoloro y reluciente en estado puro. Por eso el diamante tiene un valor elevadísimo. ¿Cómo es que el átomo de carbono puede asumir dos formas totalmente distintas?

La estructura cristalina del diamante tiene una perfección que no se encuentra en otros cristales. La disposición de los átomos de carbono en el diamante posee una forma geométrica ideal que le dota con su gran dureza. Y aunque el grafito también está formado por carbono, éstos átomos no están dispuestos de la misma manera que en el diamante. Los científicos denominaron a esa situación “alotropía”.

Se denomina alotropía (que significa “de tipo alterno”) a la propiedad que poseen determinados elementos químicos de presentarse bajo estructuras moleculares diferentes en el mismo estado físico.

Por ejemplo, el oxígeno atmosférico (O2) y el ozono son formas alotrópicas del oxígeno.

El diamante, el grafito y el carbono amorfo, son formas alotrópicas del carbono.

Abajo tenemos algunas características físicas del diamante y del grafito:

 

DIAMANTE

GRAFITO

ELEMENTO ESTRUCTURAL

Carbono

Carbono

PUNTO DE FUSION

Alto

Bajo

SECUENCIA MOLECULAR

Regular

Regular

DUREZA

Duro

Blando

POROSIDAD SUPERFICIAL

Poroso

Poroso

PROPIEDAD ELECTRICA

Aislante

Conductor

 

Como podemos ver, las grandes diferencias entre ambas sustancias se basan solamente en la disposición de sus átomos.

Las propiedades que hacen al diamante valioso surgen de las condiciones existentes al formarse, pues necesita calor y presión extremos. Se genera en la profundidad del planeta, donde los átomos de carbono de la corteza terrestre derretida se enlazan y forman la estructura de los cristales de diamante. Mediante una erupción, pueden salir a la superficie y enfriarse, aunque se trata de un fenómeno muy raro. Eso explicaría la escasez de yacimientos o vetas ricas de dicho mineral.

Los científicos, en base al estudio de la estructura del diamante natural y las formas que adquiere, fabricaron diamantes artificiales. Uno de los métodos empleados para obtenerlo fue someter al grafito a una presión de cien mil atmósferas y a 3000ºC. Pero éstos no son tan valiosos como los naturales. De todos modos, debido a su dureza, se los usa como abrasivos en la industria.

El químico Sidgwick ha dicho que el átomo de carbono, que contiene nada más que seis protones, seis neutrones y seis electrones, es un milagro categórico. Distintos ordenamientos de ese elemento, dan lugar a distintos productos. Y cuando comprobamos lo benéfico que resulta el átomo de carbono para el ser humano, nos percatamos que es una bendición de Dios. Es decir, es imposible que sus propiedades, tan esenciales para la vida, sean producto de la casualidad. Es Dios Quien creó el átomo de carbono y sus particularidades, de la misma manera en que generó todo.

De Dios es lo que está en los cielos y en la tierra. Dios todo lo abarca (Corán, 4:126).

2010-08-11 23:30:09

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