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Alimentación energética. Roger Lindegren
Читать онлайн.Название Alimentación energética
Год выпуска 0
isbn 9788499109046
Автор произведения Roger Lindegren
Жанр Сделай Сам
Серия Nutrición
Издательство Bookwire
El núcleo de los átomos de carbono no interviene en la reestructuración de los electrones y la formación de enlaces.
Independientemente de cómo se organizan los átomos para formar los cientos de miles de moléculas diferentes que hay en nuestro cuerpo, siempre pueden clasificarse según los elementos a los que pertenecen. Los elementos más importantes (hidrógeno, carbono, oxígeno, nitrógeno) tienen sus “miembros” (átomos) representados en las constelaciones (moléculas) más diversas.
La vía del microcosmos hasta el macrocosmos pasa por el mol
Los átomos y las moléculas suelen tener un tamaño de una milésima parte de una millonésima de un metro y se necesita un número muy elevado de ellos para llegar desde su microcosmos a nuestro macrocosmos.
Para añadir un centímetro de agua en un vaso normal (alrededor 18 ml de agua) se requiere la misma cantidad de moléculas de agua que de canicas para cubrir la superficie de España con una capa tan gruesa como la altura de la Giralda de Sevilla.
Este número es muy útil y práctico, ya que establece el camino para pasar desde la unidad de masa u, en el microcosmos, hasta la unidad g (gramos) de nuestro macrocosmos. La unidad u se utiliza cuando se trata de átomos y moléculas individuales. Por ejemplo, el átomo más común del elemento hidrógeno tiene más o menos la masa 1 u. Como ya hemos dicho, para reunir la cantidad necesaria de hidrógeno hasta alcanzar 1 g de este elemento, se necesita justamente el mismo número de canicas que el que se precisa para cubrir toda España con una capa del grosor de la altura de la Giralda de Sevilla. Este número se llama mol. Un mol, entonces, es el número de átomos o de moléculas que se necesita para pasar de u a g.
El concepto mol se emplea en contextos diferentes; por ejemplo, se mide la concentración de azúcar en sangre con milimoles por litro, es decir, una milésima parte de un mol de moléculas de glucosa en cada litro de sangre.
Un mol es un número muy grande. ¡Para escribir este número, habrá que escribir 602 y después 21 ceros!
El número de neutrones de un elemento puede variar
Además de los protones positivos, un núcleo contiene partículas sin carga eléctrica que se llaman neutrones. En núcleos con el mismo número de protones, es decir, núcleos del mismo elemento, puede ocurrir que el número de neutrones sea distinto. Núcleos con un número fijo de protones, pero con diferente número de neutrones, constituyen distintos isótopos del mismo elemento.
Ciertas combinaciones de protones y neutrones resultan no harmónicas y, entonces, son inestables. Tales núcleos experimentan cambios para volverse más estables. Los cambios pueden realizarse en diferentes etapas que constituyen la desintegración radioactiva. La desintegración se puede producir a diferentes velocidades. Para determinar la velocidad de las diferentes formas de desintegración, a menudo se registra el tiempo que pasa hasta que se ha desintegrado la mitad de los núcleos; tiempo que constituye el periodo de semidesintegración.
El periodo de semidesintegración es independiente del número inicial de núcleos.
El carbono-14 es un núcleo inestable
Los átomos de carbono siempre tienen 6 protones en su núcleo y en total 6 electrones en sus capas electrónicas. Sin embargo, el número de neutrones puede variar. Si el número de neutrones es 6, el núcleo es estable. Pero algunos núcleos tienen 8 neutrones, lo que no es una combinación estable. Tales núcleos se desintegran en un periodo de semidesintegración de 5.730 años.
Para diferenciar los isótopos de un elemento, se considera la suma de protones y neutrones en el núcleo, el número másico. Un núcleo de carbono siempre tiene 6 protones. Si el número de neutrones es 8, el número másico será 6 + 8 = 14, y este isótopo se etiqueta como carbono-14 o 14C.
De la misma manera, el carbono normal, estable, se indica como carbono-12. El carbono-14 inestable se forma cuando luz del Sol incide sobre los átomos de nitrógeno a gran altitud en la atmósfera. Por este motivo, siempre hay una cierta cantidad de carbono-14 en la atmósfera. Las plantas absorben el dióxido de carbono de la atmósfera y los animales ingieren estas plantas. Por lo tanto, plantas y animales siempre contienen una cierta cantidad de carbono-14. Cuando el organismo muere, la integración de carbono-14 se acaba. En el momento de la muerte, el organismo contiene un cierto porcentaje de carbono-14 que de pronto comienza a disminuir por la desintegración que solo se equilibra por una integración. La edad de este material puede determinarse a partir de la medición del porcentaje de carbono-14 que queda en la materia orgánica.
La desintegración de carbono-14 es un ejemplo de que, dentro de un organismo, pueden ocurrir cambios en los núcleos atómicos; pero ni siquiera en este caso se trata de algo que sea utilizado para algún proceso de la vida.
El hidrógeno se transforma en helio en el interior del Sol
Pese a que los cambios de los núcleos de los átomos no afectan a la vida, esta es totalmente dependiente de los cambios en los núcleos atómicos que tienen lugar en el interior del Sol. Una temperatura de 13 millones de grados revela que, en el interior del Sol, se dan unas condiciones muy distintas a las que tenemos aquí, en la Tierra. A estas temperaturas tan altas, los enlaces no pueden formarse ni mantenerse entre los átomos. ¡Entonces, no vale la pena buscar moléculas en el interior de Sol!
Los cambios que se realizan en el Sol son transformaciones elementales, sobre todo, la transformación del elemento número 1, hidrógeno, hasta el elemento número 2, helio.
Mientras el hidrógeno se vuelve helio, una parte de la masa del hidrógeno “utilizado” se transforma en energía. El helio resultante tiene una masa algo inferior a la masa del hidrógeno utilizado. La masa que falta se ha transformado en energía, según la famosa fórmula de Einstein: E = mc2; es decir, la energía que se libera durante la desintegración completa de una cierta masa puede calcularse multiplicando esta masa (kg) por el cuadrado de la velocidad de la luz c (m/s). El Sol se compone de un 75% de hidrógeno; así que en él hay grandes reservas de combustible. Probablemente, el Sol podrá continuar transformando hidrógeno en helio durante los futuros mil millones de años, aunque pierda cuatro millones de toneladas de su masa cada segundo como consecuencia de este proceso.
El helio permanece más bajo en energía
El núcleo del átomo de hidrógeno, en más de 999 casos entre 1.000, está constituido por un protón desnudo, es decir, sin neutrón.
En cambio, la mayor parte de los núcleos de helio tienen dos neutrones, además de los dos protones obligatorios. Cada uno de los protones del helio tienen menos energía que el único protón del hidrógeno. Cuando un protón solo se organiza a través de un proceso de varios pasos para formar pares y además se rodea de dos neutrones, finaliza en un estado más bajo en energía, como cuando una piedra cae cuesta abajo.
No es muy probable que cuatro pelotas choquen en el aire en el mismo instante. Tampoco es muy probable que cuatro núcleos de hidrógeno se reúnan de golpe para formar un núcleo de helio en el interior del Sol. Se trata, en cambio, de una serie de pasos sucesivos donde como máximo chocan dos partículas. El proceso total se llama cadena protón-protón, puesto que un núcleo desnudo típico de hidrógeno en realidad es un protón. En el primer paso, dos protones se reúnen y uno de ellos se convierte en un neutrón. Entonces, la partícula que resulta contiene un protón y un neutrón. El número atómico es 1 y, por lo tanto, se trata de un núcleo de hidrógeno. A diferencia de la mayor parte de los núcleos de hidrógeno, aquel núcleo contiene también un neutrón. La conclusión es que se trata de un isótopo de hidrógeno que se llama deuterio.