QUIMICA SANGUINEA

Los médicos mandan a sus pacientes análisis químicos básicos de sangre para evaluar un amplio abanico de trastornos, así como la función de distintos órganos. Con frecuencia, en los análisis de sangre se evalúan los electrolitos, es decir, los minerales que mantienen equilibradas las concentraciones de los distintos fluidos corporales y que son necesarios para ayudar a los músculos, el corazón y otros órganos a funcionar adecuadamente. Para evaluar la función renal y el azúcar en sangre, se analizan otras sustancias.

Electrolitos

Típicamente, en un análisis de sangre básico se analizan las concentraciones de electrolitos como el sodio, el potasio, el cloro y el bicarbonato.

El sodio desempeña un papel importante en la regulación de la cantidad de agua presente en el cuerpo. Asimismo, el paso de sodio a través de la membrana celular es necesario para muchas funciones corporales, como la transmisión de señales eléctricas en el cerebro y en los músculos. La concentración de sodio se mide a fin de detectar si existe un equilibrio adecuado entre sodio y líquido en la sangre para que se puedan desempeñar correctamente esas funciones.

Si un niño se deshidrata a consecuencia de los vómitos, la diarrea o un aporte insuficiente de líquidos, su concentración de sodio puede ser anormalmente alta o anormalmente baja, lo que puede hacer que se sienta confuso, adormilado y/o débil e incluso que tenga convulsiones.

El potasio es fundamental para regular el latido cardíaco. Cuando la concentración de potasio es demasiado alta o demasiado baja, aumenta el riesgo de anomalías en el latido cardíaco. Las concentraciones de potasio bajas también se asocian a debilidad muscular.

El cloro, al igual que el sodio, ayuda a mantener el equilibrio entre los fluidos corporales. Si se pierden grandes cantidades de cloro, la sangre puede volverse más ácida e impedir que ocurran determinadas reacciones químicas que son necesarias para que el cuerpo funciones adecuadamente.

El bicarbonato impide que los tejidos corporales absorban demasiado ácido o demasiado poco. Los riñones y los pulmones equilibran la concentración de bicarbonato en el cuerpo. Por lo tanto, una concentración demasiado alta o demasiado baja de esta sustancia podría indicar que hay algún problema en alguno de esos órganos.

ESTRELLAS Y NEUTRONES PULSARES

A unque se tiene cierta certeza de que todos los púlsares son estrellas de neutrones que emiten radiaciones de radio; sin embargo, no todas las estrellas de neutrones tienen la características que le reconocemos a un púlsar. Sabemos que las estrellas de neutrones son productos residuales de la explosión de una supernova, ya que estarían conformadas por las densas cenizas desprendidas del núcleo de hierro de una masiva estrella colapsada. La densa materia de que hablamos comienza a rotar, prácticamente, en un pari-paso con la explosión supernóvica, tal como lo hacen los bailarines artísticos de patinaje en el hielo cuando bajan sus brazos. En la medida que se van despejando los gases y materiales particulados remanentes de la gran explosión, va quedando atrás una estrella de neutrones de entre seis y veinte kilómetros de diámetro que puede girar hasta 30 veces por segundo, sin emitir radiaciones de radio o pulsaciones ópticas. Como son astros con un gran campo magnético atrayente y pueden ser proveídos de materia acumulada en sus alrededores después de la explosión supernóvica, cuentan con los ingredientes necesarios para llegar a hacer poderosos aceleradores. La nebulosa El Cangrejo en Tauro (El Toro), es el remanente de una supernova ocurrida en 1054. En el año 1967, fueron detectadas las primeras emisiones de radio desde un púlsar en el corazón de este remanente. Posteriormente, el 15 de enero de 1979, fueron observadas las pulsaciones de luz que producía el mismo púlsar. En lo anterior he querido señalar que la mayoría de los astrofísicos creen que los púlsares se dan solamente en estrellas de neutrones que hayan alcanzado cierto grado de condiciones precisas. Para entender mejor cuando se habla de púlsares y cuando de estrellas de neutrones, una buena guía para ello es la clasificación que se ha elaborado para este tipo de estrellas.

Púlsares aislados.- Son detectados casi exclusivamente por la emisión de ondas de radio que generan. Algunos de ellos, primariamente, fueron localizados solamente por radiaciones de rayos X o gamma que se lograron detectar. Estrellas de neutrones en remanente de supernovas.- Se cree que una estrella de neutrones es el producto final de una explosión de supernova de tipo II. Como la mayoría de los restos de supernovas que se están monitoreando son relativamente jóvenes, en ellos, y en función de lo que hemos mencionado anteriormente, solamente se han podido encontrar estrellas de neutrones debido a la radiación de rayos X que emiten, pero en ninguna de ellas se han podido detectar todavía pulsaciones de radio o luminosas. Estrellas de neutrones en binarias de rayos X.-.- Corresponden a sistemas binarios en el cual una de los componentes es una estrella de neutrones y su compañera una estrella común o gigante roja. La estrella de neutrones por sus características acreta material de la compañera, dándose un proceso de acreción que más de una espectacularidad reúne, ya que en ello se producen grandes explosiones de rayos X cuyas emisiones se desparraman por el espacio (de ahí el nombre que las clasifica). Son sistemas que no reúnen mayores problemas para ser detectados, incluso a grandes distancias. Se reconocen dos tipos en esta clasificación de estrellas de neutrones: la que tienen una compañera de masa alta o una de masa baja. Las binarias que son integradas por una compañera de masa alta, se caracterizan por la emisión pulsante de rayos X de la estrella de neutrones. Por su parte, el sistema que comporta una estrella de masa baja, la estrella de neutrones no genera emisiones de características pulsantes, o sea, no es un púlsar. Estrellas de neutrones viejas y aisladas.- Hasta ahora, se ha logrado solamente hallar a dos de estas viejecitas estelares, pero podrían ser la mayoría de entre todas las estrellas de neutrones que "adornan" nuestro universo. Pulsan por un corto tiempo, quizás tan sólo unos cuantos millones de años con la excepción de los llamados «púlsares de milisegundo» que se presume que podrían tener una vida más longeva en tiempos astronómicos. Cuando la estrella de neutrones es vieja y de baja rotación, tiene un campo magnético mucho más débil. Sin embargo, cuentan con mejores condiciones de acretar materia interestelar. Lo último ocurre en el marco de un proceso muy notable: el gas de hidrógeno que arrebata desde su entorno interestelar por su mecanismo de acreción, se distribuye por toda la superficie de la estrella de neutrones, en vez de concentrarse sólo en los polos. Esta materia se asienta sobre la superficie y no emite rayos X hasta después de unas cuantas horas, tras haberse acumulado una cierta cantidad y calentado su superficie. Cuando lo último sucede, la estrella de neutrones estalla completa en un «fogonazo termonuclear» espectacular, produciendo una emisión de rayos X blandos, los que son observados dentro de un radio de cercanía con respecto al observador. Magnetares.-Astros supra-magnéticos. Estrellas con campos magnéticos tremendos, por lo cual estarían imposibilitadas para emitir pulsaciones en ondas de radio. Su descubrimiento es reciente y se trataría de estrellas más calientes que la de neutrones que consideramos "normales" y se les ha observado estallidos suaves de rayos gamma. En inglés se les reconocen como soft gamma repeaters. Hasta hace poco tiempo, no se lograba entender que sucedía con algunas nebulosas remanentes de supernovas que, como se suponía, debían formar una estrella de neutrones una vez terminado el proceso de estallido supernóvico de gigantes estrellas. La consecuencia esperada de enontrar esas estrellas de neutrones como púlsares o simple giratorias, no aparecían para ser detectadas. Desde el año 1979, se empezó a monitorear radiaciones de gran intensidad de rayos gamma que emanaban desde las cercanías de un remanente de una supernova conocido como N49 ubicado en la Gran Nube de Magallanes. Cada una de estas radiaciones no tenían una duración mayor que dos décimas de segundo, pero emitían una energía equivalente a la que irradia el Sol durante un año. Esas mismas radiaciones volvieron a ser detectadas en el año 1986, pero salvo provocar una serie de hipótesis y conjeturas, a nada claro se pudo llegar en cuanto a establecer su origen, con la excepción de concurrir a bautizarlas como SGR 1806-20. Fue recién, en 1996, que se empezaron a correr los velos que ocultaban el misterio sobre cuál podría ser el origen de esas fenomenales explosiones gamma cuyas radiaciones habían sido anteriormente detectadas. El instrumento de observación de rayos RXTE abordo del satélite Compton, en mayo de 1996, logró captar emisiones de rayos X que provenían desde SGR 1806-20 de una duración de 7,5 segundos. Los datos que registró el RXTE fueron comparados con otros que fueron obtenidos por el satélite japonés ASCA, años antes, registrándose sólo diferencias de ocho milésimas de segundo. Ello, demostró que el fenómeno que presentaba SGR 1806-20 cuando emitía las radiaciones que hemos descrito, se debía a pulsaciones que emitía una estrella con las características de una de neutrones, pero con algunos agregados que ya teóricamente se esperaban encontrar en este tipo de astros. Las estrellas magnetares, corresponderían a un tipo de estrellas de neutrones prácticamente cadavéricas estelares, con un rangode tiempo de existencia por sobre los 10.000 años, y que probablemente han logrado cautivar un extremo campo magnético superior a varios miles de millones de Gauss al de la Tierra, lo que les permitiría almacenar una temperatura en la superficie del orden de los 10.000.000 de grados (el Sol tiene 5.000º) y, a su vez, energetizar los rayos X que provienen desde la rotación de su corteza exterior. Lo anterior, hace aparecer a la superficie de este tipo de estrellas de neutrones como una costra metálica magnetizada con una fuerza equivalente a 150 millones de veces la producida por la gravedad de la Tierra. A esa intensidad magnética, las fuerzas que se desplazan por la estrella deberían remecer las capas superficiales de ella como si se tratara de un permanente ambiente sísmico, pero además, adornado cada remezoncito por una erupción de rayos gamma con características más que violentas. `Por otro lado, serían también esas tremendas fuerzas magnéticas comportadas por este tipo de estrellas las que impedirían el comportamiento de éstas como púlsares. Se cree que las magnetares no son astros aislados y escasos. Por el contrario, se piensa que en nuestra galaxia se deben contar por miles. Aparte de la ya ubicada SGR 1806-20, ya se tienen en vista otras seis candidatas.

PROTON

Protón

Estructura de quarks de un protón.

En física, el protón (en griego protón significa primero) es una partícula subatómica con una carga eléctrica de una unidad fundamental positiva (+)(1,602 x 10^–19 culombios) y una masa de 938,3 MeV/c² (1,6726 × 10^–27 kg) o, del mismo modo, unas 1836 veces la masa de un electrón. Experimentalmente, se observa el protón como estable, con un límite inferior en su vida media de unos 10³⁵ años, aunque algunas teorías predicen que el protón puede desintegrarse. El protón y el neutrón, en conjunto, se conocen como nucleones, ya que conforman el núcleo de los átomos.

El núcleo del isótopo más común del átomo de hidrógeno (también el átomo estable más simple posible) es un único protón. Los núcleos de otros átomos están compuestos de nucleones unidos por la fuerza nuclear fuerte. El número de protones en el núcleo determina las propiedades químicas del átomo y qué elemento químico es.

Los protones están clasificados como bariones y se componen de dos quarks arriba y un quark abajo, los cuales también están unidos por la fuerza nuclear fuerte mediada por gluones. El equivalente en antimateria del protón es el antiprotón, el cual tiene la misma magnitud de carga que el protón, pero de signo contrario.

Debido a que la fuerza electromagnética es muchos órdenes de magnitud más fuerte que la fuerza gravitatoria, la carga del protón debe ser opuesta e igual (en valor absoluto) a la carga del electrón; en caso contrario, la repulsión neta de tener un exceso de carga positiva o negativa causaría un efecto expansivo sensible en el universo, y, asimismo, en cualquier cúmulo de materia (planetas, estrellas, etc.)

NEUTRON

El Neutrón es una partícula eléctricamente neutra, de masa 1.838,4 veces mayor que la del electrón y 1,00014 veces la del protón; juntamente con los protones, los neutrones son los constitutivos fundamentales del núcleo atómico y se les considera como dos formas de una misma partícula: el nucleón.
La existencia de los neutrones fue descubierta en 1932 por Chadwick; estudiando la radiación emitida por el berilio bombardeado con partículas , demostró que estaba formada por partículas neutras de gran poder de penetración, las cuales tenían una masa algo superior a la del protón.

Antes de que fuese descubierto el neutrón, se creía que un núcleo de número de masa A (es decir, de masa casi A veces la del protón) y carga Z veces la del protón, estaba formada por A protones y A-Z electrones. Pero existen varias razones por las que un núcleo no puede contener electrones. Un electrón solamente podría encerrarse en un espacio de las dimensiones de un núcleo atómico (10 cm elevado -12) si fuese atraído por el núcleo mediante una fuerza electromagnética muy intensa; sin embargo, un campo electromagnético tan fuerte no puede existir en el núcleo porque llevaría a la producción espontánea de pares de electrones negativos y positivos (positrones). Por otra parte, existe incompatibilidad entre los valores del espin de los núcleos encontrados experimentalmente y los que podrían deducirse de una teoría que los supusiera formados por electrones y protones; en cambio, los datos experimentales están en perfecto acuerdo con las previsiones teóricas deducidas de la hipótesis de que el núcleo consta sólo de neutrones y protones. El número de neutrones en un núcleo estable es constante, pero un neutrón libre, en decir, fuera del núcleo, se desintegra con una vida media de unos 1000 segundos, dando lugar a un protón, un electrón y un neutrino. En un núcleo estable, por el contrario, el electrón emitido no tiene la energía suficiente para vencer la atracción coulombiana del núcleo y los neutrones no se desintegran. La fuente de neutrones de mayor intensidad disponible hoy día es el reactor nuclear. El proceso fundamental que conduce a la producción de energía nuclear es la fisión de un núcleo de uranio originado por un neutrón: en la fisión el núcleo se escinde en dos partes y alrededor de tres neutrones por término medio (neutrones rápidos); los fragmentos resultantes de la escisión emiten, además otros neutrones.

Los neutrones como todas las radiaciones, producen daños directos, provocando reacciones nucleares y químicas en los materiales alcanzados. Una particularidad de los neutrones es la de producir en los materiales irradiados sustancias radioactivas de vida media muy larga. De ahí que los daños más graves producidos por las explosiones nucleares sean los provocados por neutrones en cuanto que las sustancias transformadas en radiactivas por su acción pueden ser asimiladas por organismos vivientes; pasado cierto tiempo, estas sustancias se desintegran y provocan en el organismo trastornos directos y mutaciones genéticas

Nomenclaturas

Se aceptan tres tipos de nomenclaturas para nombrar compuestos químicos inorgánicos:

Nomenclatura sistemática o estequiométrica: Este sistema de nomenclatura se basa en nombrar a las sustancias usando prefijos numéricos griegos que indican la atomicidad de cada uno de los elementos presentes en la molécula. La atomicidad indica el número de átomos de un mismo elemento en una molécula, como por ejemplo H₂O que significa que hay un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno presentes en la molécula, aunque en una fórmula química la atomicidad también se refiere a la proporción de cada elemento en el que se llevan a cabo las reacciones para formar el compuesto; en este estudio de nomenclatura es mejor tomar la atomicidad como el número de átomos en una sola molécula. La forma de nombrar los compuestos es prefijo-nombre genérico

• Nomenclatura tradicional o clásica o funcional: En este sistema de nomenclatura se indica la valencia del elemento de nombre específico con una serie de prefijos y sufijos griegos.

Cuando el elemento sólo tiene una valencia, se usa el sufijo –ico o simplemente se coloca el nombre del elemento precedido de la sílaba “de”.

Cuando tiene dos valencias diferentes se usan los sufijos -oso e -ico.

… -oso cuando el elemento usa la valencia menor: FeO, valencia del hierro (II), óxido ferroso

… -ico cuando el elemento usa la valencia mayor: Fe₂O₃, valencia del hierro (III), óxido férrico

Cuando tiene tres distintas valencias se usan los prefijos y sufijos

hipo - … - oso (para la valencia inferior)

… -oso (para la valencia intermedia)

… -ico (para números de valencia superior)

Cuando tiene cuatro distintas valencias se usan los prefijos y sufijos

hipo - … - oso (para la valencia inferior)

… -oso (para la valencia intermedia inferior)

… -ico (para la valencia intermedia superior)

per - … - ico (para la valencia superior):Ejemplo: Mn₂⁺⁷O₇^-2 óxido permangánico (ya que el manganeso tiene más de dos números de valencia y en este compuesto está trabajando con la valencia 7).

La operatoria completa se vería así: [2(+3)] + [3(-2)] = 0. La fórmula con valencias seria Fe₂³O₃^-2 (los números de valencia normalmente se colocan como superíndices del átomo en una fórmula molecular). Como ya se había explicado anteriormente el número de valencias indica los electrones que se juegan en un enlace, y en este último compuesto, Fe₂³O₃^-2, cada uno de los 2 átomos de hierro está cediendo 3 electrones a los átomos de oxígeno, que a la vez cada uno de los 3 oxígenos está ganando 2 electrones. 2 de los 3 átomos de oxígeno reciben 2 electrones de los 2 átomos de hierro, y el 3er átomo de oxígeno recibe 2 electrones, 1 electrón sobrante de cada uno de los 2 átomos de hierro.

En la siguiente tabla se presentan los elementos que generalmente se usan para formar compuestos. Los números de valencia están en valor absoluto.

Elemento	Símbolo	Número de Valencia		Elemento	Símbolo	Número de Valencia
Aluminio	Al	3		Antimonio	Sb	3 y 5
Arsénico	As	3 y 5		Astato	At	1, 3, 5 y 7
Azufre	S	2, 4 y 6		Bario	Ba	2
Berilio	Be	2		Bismuto	Bi	3 y 5
Boro	B	3		Bromo	Br	1 y 5
Cadmio	Cd	2		Calcio	Ca	2
Carbono	C	2 y 4		Cesio	Cs	1
Cinc	Zn	2		Circonio	Zr	4
Cloro	Cl	1, 3, 5 y 7		Cobalto	Co	2 y 3
Cobre	Cu	2 y 1		Cromo	Cr	2, 3, 4, 5 y 6
Escandio	Sc	3		Estaño	Sn	2 y 4
Estroncio	Sr	2		Flúor	F	1
Fósforo	P	1,3 y 5		Galio	Ga	3
Germanio	Ge	2,4 y -4		Hafnio	Hf	4
Hidrógeno	H	1 y -1		Hierro	Fe	2 y 3
Iridio	Ir	2, 3, 4 y 6		Itrio	Y	3
Lantano	La	3		Litio	Li	1
Magnesio	Mg	2		Manganeso	Mn	2, 3, 4, 6, 7
Mercurio	Hg	1 y 2		Molibdeno	Mo	2, 3, 4, 5 y 6
Niobio	Nb	3		Níquel	Ni	2 y 3
Nitrógeno	N	2, 3, 4 y 5		Oro	Au	1 y 3
Osmio	Os	2, 3, 4 y 6		Plata	Ag	1
Platino	Pt	2 y 4		Plomo	Pb	2 y 4
Potasio	K	1		Renio	Re	1, 2, 4, 6 y 7
Rodio	Rh	2, 3 y 4		Rubidio	Rb	1
Rutenio	Ru	2, 3, 4 y 6		Selenio	Se	2, 4 y 6
Silicio	Si	4		Sodio	Na	1
Talio	Tl	1 y 3		Tántalo	Ta	5
Tecnecio	Tc	7		Telurio	Te	2, 4 y 6
Titanio	Ti	3 y 4		Vanadio	V	2, 3, 4 y 5
Yodo	I	1,3, 5 y 7

QUIMICA ORGANICA

¿Qué es la química orgánica?

La química orgánica es la química del carbono y de sus compuestos.

Importancia de la química orgánica

Los seres vivos estamos formados por moléculas orgánicas, proteínas, ácidos nucleicos, azúcares y grasas. Todos ellos son compuestos cuya base principal es el carbono. Los productos orgánicos están presentes en todos los aspectos de nuestra vida: la ropa que vestimos, los jabones, champús, desodorantes, medicinas, perfumes, utensilios de cocina, la comida, etc.

Desarrollo sostenible y la química organica

Los productos orgánicos han mejorado nuestra calidad y esperanza de vida. Podemos citar una familia de compuestos que a casi todos nos ha salvado la vida, los antibióticos. En ciertos casos, sus vertidos han contaminado gravemente el medio ambiente, causado lesiones, enfermedades e incluso la muerte a los seres humanos. Fármacos como la Talidomida, vertidos como el de Bhopal en la India ponen de manifiesto la parte más negativa de de la industria química.

¿Cómo se construyen las moléculas?

La parte más importante de la química orgánica es la síntesis de moléculas. Los compuestos que contienen carbono se denominaron originalmente orgánicos porque se creía que existían únicamente en los seres vivos. Sin embargo, pronto se vio que podían prepararse compuestos orgánicos en el laboratorio a partir de sustancias que contuvieran carbono procedentes de compuestos inorgánicos. En el año 1828, Friedrech Wöhler consiguió convertir cianato de plomo en urea por tratamiento con amoniaco acuoso. Así, una sal inorgánica se convirtió en un producto perteneciente a los seres vivos (orgánico). A día de hoy se han sintetizado más de diez millones de compuestos orgánicos.

Grupos funcionales en química orgánica

Esta web comienza con el estudio de los alcanos, los compuestos más simples de la química orgánica, formados sólo por carbono e hidrógeno. Se describe su nomenclatura, propiedades físicas y reactividad. Después se estudian los cicloalcanos, especialmente el ciclohexano. En el tema de estereoisomería se consideran las distintas formas espaciales que los compuestos pueden adoptar y las relaciones que existen entre ellos. Continuamos el estudio de la química orgánica con dos reacciones básicas: sustitución y eliminación, que son la base para la obtención de gran parte de los compuestos orgánicos. A partir de este punto se describen los principales tipos de compuestos orgánicos clasificados según su reactividad: alquenos, alquinos, alcoholes, éteres, aldehídos, cetonas, benceno, ácidos carboxílicos, haluros de alcanoilo, anhídridos, ésteres, nitrilos, amidas, aminas........

Biografías en química orgánica

En este apartado encontrarás biografías de los científicos que más contribuyeron al desarrollo de la química orgánica, Victor Grignard, George Wittig, Diels - Alder, Friedel - Crafts.

Modelos moleculares

Es muy importante en química orgánica desarrollar la visión espacial, para poder imaginar la forma espacial que tiene una molécula dibujada en el plano. Los modelos moleculares como el incluido en esta portada permiten visualizar la molécula en el espacio, girarla, pulsar sobre un átomo e identificarlo en la barra de estado del explorador. Al pulsar con el botón derecho del ratón sobre la molécula se despliega un menú con múltiples opciones.

Compuestos orgánicos importantes

Existen multitud de compuestos orgánicos con gran influencia sobre nuestras vidas: colesterol, nicotina, cafeína, etc. En este punto se describen las propiedades y aplicaciones de estas moléculas orgánicas, así como sus modelos moleculares.