¿Cómo conoce la tabla periódica? Nuestra serie Los Elementos explora los bloques de construcción fundamentales del universo observable -y su relevancia para tu vida- uno por uno.
Puede ser brillante y duro. Puede ser suave y escamoso. Puede parecer un balón de fútbol. El carbono es la columna vertebral de todos los seres vivos y, sin embargo, podría provocar el fin de la vida en la Tierra tal y como la conocemos. ¿Cómo es posible que un trozo de carbón y un brillante diamante estén compuestos del mismo material? Aquí hay ocho cosas que probablemente no sabías sobre el carbono.
1. Es el «conducto de la vida»
Está en todos los seres vivos, y en bastantes muertos. «Puede que el agua sea el disolvente del universo», escribe Natalie Angier en su clásica introducción a la ciencia, The Canon, «pero el carbono es la cinta adhesiva de la vida». El carbono no sólo es una cinta aislante, sino que es una cinta muy buena. Une los átomos entre sí, formando seres humanos, animales, plantas y rocas. Si jugamos con él, podemos convertirlo en plásticos, pinturas y todo tipo de productos químicos.
2. ES UNO DE LOS ELEMENTOS MÁS ABUNDANTES DEL UNIVERSO.
Se encuentra justo en la parte superior de la tabla periódica, encajado entre el boro y el nitrógeno. Número atómico 6, signo químico C. Seis protones, seis neutrones, seis electrones. Es el cuarto elemento más abundante en el universo después del hidrógeno, el helio y el oxígeno, y el 15º en la corteza terrestre. Mientras que se cree que sus primos mayores, el hidrógeno y el helio, se formaron durante el tumulto del Big Bang, se cree que el carbono procede de una acumulación de partículas alfa en las explosiones de supernovas, un proceso llamado nucleosíntesis de supernovas.
3. SE LLAMA CARBÓN.
Aunque los humanos han conocido el carbono como carbón y -tras su combustión- como hollín durante miles de años, fue Antoine Lavoisier quien, en 1772, demostró que en realidad era una entidad química única. Lavoisier utilizó un instrumento que enfocaba los rayos del Sol mediante lentes que tenían un diámetro de unos cuatro pies. Utilizó el aparato, llamado horno solar, para quemar un diamante en un frasco de cristal. Al analizar los residuos encontrados en el frasco, pudo demostrar que el diamante estaba compuesto únicamente por carbono. Lavoisier lo incluyó por primera vez como elemento en su libro de texto Traité Élémentaire de Chimie, publicado en 1789. El nombre de carbono deriva del francés charbon, o carbón.
4. LE GUSTAN LOS ENLACE.
Puede formar cuatro enlaces, lo que hace con muchos otros elementos, creando cientos de miles de compuestos, algunos de los cuales utilizamos a diario. (¡Plásticos! ¡Drogas! ¡Gasolina!) Y lo que es más importante, esos enlaces son a la vez fuertes y flexibles.
5. CASI EL 20 POR CIENTO DE TU CUERPO ES CARBONO.
May Nyman, profesora de química inorgánica en la Universidad Estatal de Oregón en Corvallis, Oregón dice a Mental Floss que el carbono tiene un alcance casi increíble. «Constituye todas las formas de vida, y en el número de sustancias que fabrica, las grasas, los azúcares, hay una enorme diversidad», dice. Forma cadenas y anillos, en un proceso que los químicos llaman catenación. Todo ser vivo está construido sobre una columna vertebral de carbono (con nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y otros elementos). Así que los animales, las plantas, todas las células vivas y, por supuesto, los seres humanos son producto de la catenación. Nuestros cuerpos tienen un 18,5 por ciento de carbono, en peso.
Y, sin embargo, también puede ser inorgánico, dice Nyman. Se asocia con el oxígeno y otras sustancias para formar grandes partes del mundo inanimado, como las rocas y los minerales.
6. SOLO RECIENTEMENTE DESCUBRIMOS DOS NUEVAS FORMAS DEL MISMO.
El carbono se encuentra en cuatro formas principales: grafito, diamantes, fullerenos y grafeno. «La estructura controla las propiedades del carbono», dice Nyman. El grafito («la piedra de escribir») se compone de láminas de carbono poco unidas entre sí, formadas como una malla de gallinero. En realidad, escribir algo no es más que rascar capas de grafito en el papel. Los diamantes, en cambio, están unidos tridimensionalmente. Estos enlaces excepcionalmente fuertes sólo pueden romperse con una enorme cantidad de energía. Debido a que los diamantes tienen muchos de estos enlaces, los convierte en la sustancia más dura de la Tierra.
Los fulerenos se descubrieron en 1985 cuando un grupo de científicos hizo estallar el grafito con un láser y el gas de carbono resultante se condensó en moléculas esféricas de 60 y 70 átomos, hasta entonces desconocidas. Recibieron su nombre en honor a Buckminster Fuller, el excéntrico inventor que creó famosas cúpulas geodésicas con esta composición similar a un balón de fútbol. Robert Curl, Harold Kroto y Richard Smalley ganaron el Premio Nobel de Química en 1996 por descubrir esta nueva forma de carbono.
El miembro más joven de la familia del carbono es el grafeno, encontrado por casualidad en 2004 por Andre Geim y Kostya Novoselov en una improvisada investigación. Los científicos utilizaron cinta adhesiva -sí, de verdad- para levantar láminas de carbono de un átomo de grosor de un trozo de grafito. El nuevo material es extremadamente fino y resistente. El resultado: el Premio Nobel de Física en 2010.
7. LOS DIAMANTES NO SE LLAMAN «HIELO» POR SU APARIENCIA.
Los diamantes se llaman «hielo» porque su capacidad para transportar el calor hace que sean fríos al tacto, no por su aspecto. Esto los hace ideales para su uso como disipadores de calor en los microchips. (Una vez más, la estructura tridimensional del diamante entra en juego. El calor se convierte en vibraciones de la red, que son las responsables de la altísima conductividad térmica de los diamantes.
8. NOS AYUDA A DETERMINAR LA EDAD DE LOS ARTIFACTOS Y A DEMOSTRAR QUE ALGUNOS SON FALSOS.
El científico estadounidense Willard F. Libby ganó el Premio Nobel de Química en 1960 por desarrollar un método para datar reliquias mediante el análisis de la cantidad de una subespecie radiactiva de carbono que contienen. La datación por radiocarbono o C14 mide la descomposición de una forma radiactiva de carbono, el C14, que se acumula en los seres vivos. Puede utilizarse para objetos de hasta 50.000 años de antigüedad. La datación por carbono ayudó a determinar la edad de Ötzi el Hombre de Hielo, un cadáver de 5.300 años encontrado congelado en los Alpes. También estableció que la Mesa Redonda de Lancelot, en la catedral de Winchester, se fabricó cientos de años después de la supuesta época artúrica.
9. DEMASIADO ESTÁ CAMBIANDO NUESTRO MUNDO.
El dióxido de carbono (CO2) es una parte importante de un manto gaseoso que envuelve nuestro planeta, haciéndolo lo suficientemente cálido para sostener la vida. Pero la quema de combustibles fósiles -que están construidos a base de carbono- libera más dióxido de carbono, lo que está directamente relacionado con el calentamiento global. Se han propuesto varias formas de eliminar y almacenar el dióxido de carbono, como la bioenergía con captura y almacenamiento de carbono, que consiste en plantar grandes masas de árboles, cosecharlos y quemarlos para crear electricidad, y capturar el CO2 creado en el proceso y almacenarlo bajo tierra. Otro enfoque que se está debatiendo es hacer que los océanos sean más alcalinos de forma artificial para que puedan retener más CO2. Los bosques son sumideros naturales de carbono, porque los árboles capturan el CO2 durante la fotosíntesis, pero la actividad humana en estos bosques contrarresta y supera cualquier ganancia de captura de CO2 que podamos obtener. En resumen, todavía no tenemos una solución para la sobreabundancia de C02 que hemos creado en la atmósfera.