Características de los seres vivos, carbono vs silicio y propiedades del agua

Características de los seres vivos

Un ser vivo es un sistema abierto con su entorno que mantiene sus condiciones internas básicas constantes, se transforma a partir del medio y es capaz de perpetuarse y de reaccionar ante los cambios. Mantenimiento de las condiciones: Homeostasis.

Carbono y silicio

Carbono — sí

• Es accesible a todos los seres vivos.
• El C tiene masa atómica más baja (puede compartir y formar enlaces covalentes).
• Puede compartir más de un par de electrones y formar dobles y triples enlaces.
• Se puede combinar con muchos elementos diferentes; los átomos de C pueden unirse fácilmente al H, O, N, S.

Silicio — no

• Los enlaces Si–Si no son estables.
• El enlace Si–O es prácticamente inalterable, lo que dificulta la capacidad de reacción.
• El SiO2 es un compuesto sólido e insoluble (contrario al CO2 gaseoso y soluble en formas apropiadas).
• El silicio no forma enlaces dobles ni triples con la facilidad del carbono.

Propiedades y funciones del agua

Estado líquido a temperatura ambiente: vehículo de transporte de sustancias y lubricante natural.

• Elevada fuerza de cohesión debido a los puentes de hidrógeno, lo que la hace incompresible.
• Estructural: da volumen a la célula o constituye el hidroesqueleto de células vegetales y de invertebrados.
• Amortiguadora: ejemplo, el líquido sinovial actúa como amortiguador mecánico.
• Adhesión a otras estructuras por su polaridad; esto favorece fenómenos de capilaridad y el ascenso de la savia en vegetales.
• Elevada tensión superficial: la superficie se comporta como una membrana elástica; permite deformaciones celulares, movimientos citoplasmáticos y fenómenos de flotación.
• Elevado calor específico: para elevar su temperatura requiere gran cantidad de energía, por lo que puede absorber mucho calor y actúa como función termorreguladora y estabilizador térmico frente a variaciones ambientales.
• Elevado calor de vaporización: para pasar de líquido a gas necesita absorber mucha energía para romper los puentes de hidrógeno; esto permite una función refrigeradora (por ejemplo, el sudor).
• Mayor densidad en estado líquido a 4 °C que en estado sólido: el hielo flota sobre el agua y actúa como termoaislante en ríos, lagos y mares.
• Elevada constante dieléctrica: es un gran disolvente de compuestos iónicos (solvatación iónica) y el medio donde transcurren muchas reacciones químicas.
• Bajo grado de ionización: de cada 10 000 moléculas de agua solo una está ionizada (en forma de H+ y OH-); esto permite la actuación de los sistemas tampón o amortiguadores del pH.

Conceptos clave

• Homeostasis: mantenimiento de condiciones internas constantes.
• Enlaces covalentes, dobles y triples: características que hacen del carbono el elemento central de la química orgánica.
• Puentes de hidrógeno, cohesión y adhesión: responsables de muchas propiedades físicas del agua.