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Pascual Pont Martínez
2 EL AFAN DEL HIDRÓGENO
La evolución empieza a poderse reconstruir a partir del hidrógeno que, cómo mónada compleja,
constituye todo un universo cargado de dinámica, de búsquedas y ensayos de colaboraciones sinérgicas,
tanto en su propia individualidad, en cuanto encuentro entre el protón, el neutrón y el electrón, como en su
encuentro con los otros, con los que va a ir ensayando toda clase de sistemas de creciente complejidad y
eficacia, en un proceso del que sólo vamos a exponer un bosquejo, pues queda mucho por descubrir y
admirar, pero suficiente para ver la marcha ascendente.
Con el fin de poder facilitar el diálogo, las puntualizaciones, ampliaciones y correcciones, hemos
numerado los distintos puntos, dentro de estos cinco apartados: 2.1 Cambio de raíz; 2.2 Elementos de
partida; 2.3 Química general; 2.4 Química tensorial; 2.5 Hidrógeno y vida.
2.1 CAMBIO DE RAIZ
2.1.1 - DEL CARBONO AL HIDROGENO
La división de la química en orgánica e inorgánica es ya clásica y tan evidente que no hace falta
insistir en este hecho. Lo que no goza de la misma evidencia es el origen, la causa esencial de esa radical
división. Y eso tiene como consecuencia el que en el estudio de la Evolución y de la existencia como
totalidad, no se pueda definir con exactitud el paso de lo inanimado a lo animado, de la geología a la biología
y cual es la razón profunda y esencial de las dos características de la vida, su capacidad reproductora y su
condición efímera, es decir, su vinculación inexorable a la muerte.
Una de las posibles causas de esta falta de progreso es que, en la moderna sistematización de la
química, se ha tomado al carbono como referencia fundamental de la química orgánica hasta el punto de ser
habitual el que sea designada también como química del carbono, cuando hay suficientes indicios para
pensar que esta función esencial y central le corresponde al hidrógeno.
Este cambio de referencia lleva consigo un giro completo de la perspectiva. Así, por ejemplo, el
protagonismo del carbono conduce a que la unión del hidrógeno con el carbono formando hidrocarburos
entre por completo en la química orgánica, y por ello una molécula simple de metano CH4 esté considerado
como un eslabón de la vida, mientras que el enlace del hidrógeno con el oxígeno se estudie dentro de la
química inorgánica y en consecuencia una molécula de agua H2O no forme parte del proceso esencial de la
vida.
Esta conclusión parece absurda puesto que la persona más ignorante sabe que el agua es
imprescindible para la vida, pero entra dentro de la lógica que arrastra la humanidad desde los tiempos en
que descubrió la agricultura. Entonces, como ahora, el ser humano comprueba que según sea la semilla que
introduce en el suelo, es la planta que se desarrolla. Aunque también comprueba que la germinación depende
de las condiciones en que se encuentra el suelo, éste tan sólo hace de matraz, que, aunque debe reunir
determinadas características, no deja de ser un simple y pasivo contenedor. Según esta creencia, el único y
efectivo determinante de las características de la planta es la semilla. Esto es lo que llevó también a pensar,
hasta fecha relativamente reciente, que lo mismo ocurría entre los animales y en especial entre los
mamíferos, y que la hembra era el recipiente y el semen del macho el portador de la vida. La culpa de la
hembra infecunda era que no sabía tener su vientre en adecuada sazón. Cuando a partir de Darwin se ha
estudiado el proceso evolutivo de la vida, se ha llegado a la conclusión de que ésta se inició en los océanos,
pero considerando a éste como recipiente.
1
La comprensión del paso de lo inorgánico a lo orgánico se inició en 1952 cuando Urey y Miller
llenaron un recipiente con metano, hidrógeno, amoníaco y agua y simulando la atmósfera primitiva lo
sometieron a descargas eléctricas, obteniendo algunos compuestos pertenecientes al grupo de los
aminoácidos. Pero “las sustancias orgánicas son relativamente inestables… afortunadamente… una gran
proporción cayó al mar y… las moléculas de agua que las separaban de la atmósfera exterior actuaban
como un eficaz apantallamiento que las protegía”.1 Esta misma consideración del agua como medio para el
desarrollo de la vida, pero no como el agente de la misma, se aprecia en las exploraciones extraterrestres
cuando la presencia de agua se valora como una posibilidad de que haya vida, pero se baraja la probabilidad
de que sea totalmente diferente a la de la Tierra, porque puede haberse construido sobre el silicio que tiene
las mismas valencias que el carbono.
Esa estructura mental diferenciadora del recipiente y el agente en el origen y desarrollo de la vida
está cambiando últimamente como consecuencia del mejor conocimiento de los procesos evolutivos. La
hembra ya no sólo no se contempla como un mero recipiente, sino que asume un protagonismo muy superior
al del macho, pues además de aportar la misma cantidad y calidad de información a la configuración del
genoma, condiciona directamente su desarrollo durante el tiempo fetal y es portadora de una específica
continuidad de la especie a través del ADN mitocondrial. Algo similar se puede decir de la relación del suelo
con la planta. Para que haya vida en la planta tiene que haber vida en el suelo y por ello, los ecologistas
cuidan la tierra y se abstienen de pesticidas y fertilizantes químicos que puedan destruir la vida microscópica
que puebla el suelo.
Para que se produzca la interacción entre lo orgánico y lo inorgánico tiene que haber un elemento de
enlace y este elemento es el hidrógeno, que al unirse con el oxígeno forma agua, y al unirse con el carbono
forma el metano y toda la demás serie de hidrocarburos con que se inicia la estructuración orgánica.
Este protagonismo del hidrógeno podría parecer un argumento a favor de los cultivos hidropónicos,
en los que se prescinde del suelo como agente nutriente y sostenedor de las plantas, viviendo éstas en
soluciones nutritivas aisladas en fibra de coco o de lana de roca, aplicando una filosofía totalmente opuesta a
la de los ecologistas. Lo que los cultivos hidropónicos confirman es que la esencia reside en la interacción
del individuo (la planta) con el entorno. Se ignora las consecuencias a medio y largo plazo del aislamiento y
manipulación de los procesos vitales y de utilizar atajos que ignoran la función de los muchos rodeos,
fluctuaciones y reencuentros que ha dado la evolución. Saber con certeza que caminos se podían atajar y
cuales no, es posible que sólo se logre después de ver las consecuencias, con el riesgo de que sean
gravemente negativas. Para evitarlo parece fundamental conocer con el máximo detalle y seguridad los
caminos seguidos y los mecanismos utilizados por el hidrógeno para desarrollar sistemas y estructuras cada
vez más complejas con las que la evolución construyó esas plantas que ahora se cultivan, pues eso nos
permitirá saber que caminos se quedaron sin salida y cuales fueron los realmente constructivos.
Pero antes puede ser interesante intentar comprender las razones por las que el carbono ha ocupado
el protagonismo de la química orgánica, pues esto nos emplaza ante dos cuestiones fundamentales: la
autonomía e interacción de las ramas científicas, y el significado del calor y de la combustión.
2.1.2 - GLOBALIDAD O AUTARQUIA
En sus inicios la ciencia estuvo muy ligada a la intuición, pues la gran ignorancia que se tenía de los
mecanismos concretos de la existencia, era suplida por la voluntad humana de comprenderla en su totalidad.
Entre las múltiples hipótesis que surgían se produjo una selección natural según el consenso que
encontraban, y una de las que más ha perdurado ha sido la del griego Empedocles, que vivió del año 492 al
432 aC, para quien todo lo existente procedía de la combinación que el amor y el odio producía en los cuatro
elementos primarios: el agua, el aire, el fuego y la tierra.
La simbología de estos cuatro elementos sigue vigente en la actualidad en muchos círculos
esotéricos, que han preferido ignorar que cien años después, Aristóteles (384-322) añadió el éter, y casi dos
1
M. Alfonseca; El futuro de la evolución; Ed. Alhambra; 1984; pag. 37
2
mil años más tarde, Paracelso (1493-1541) añadió la sal. En cuanto a los mecanismos combinatorios, el amor
y el odio, no se profundizó lo suficiente en sus diferentes formas de atracción y rechazo, quizá no tanto
porque les faltaban conceptos como el electromagnetismo, como porque renunciaron a una comprensión
global empujados por el ambicioso afán de fabricar oro.
Durante la Edad Media los alquimistas, llegaron a considerar como elementos base el mercurio, el
azufre y el fósforo. Del concepto esotérico de la materia llegaron a participar sabios de la altura de Newton
(1642-1727), que dedicó muchos de sus esfuerzos a la alquimia, y el afán de obtener oro por este camino casi
llegó al siglo 20, pues todavía en 1867 el Emperador Francisco José de Austria-Hungría financió estos
experimentos. Hasta Boyle, que publicó en 1661 la obra “El químico escéptico”, combina los viejos
conceptos con un nuevo enfoque de lo que empieza a conocerse como química y en la que ya define un
concepto moderno de elemento como “sustancia básica que puede combinarse con otros elementos para
formar compuestos y que a su vez no puede descomponerse en sustancias más simples”.
Tuvieron que pasar más de cien años para que H. Cavendish hiciera efectivo el alcance de esta
definición al lograr en 1766, descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno. A Cavendish le siguieron otros,
como J.L. Proust que en 1799 demostró que el carbonato de cobre estaba formado por cobre, carbono y
oxígeno en unas proporciones exactas de 5, 4 y 1, hasta que en 1808 Dalton reunió todos esos nuevos
conocimientos e intentó darle un sentido global sobre el supuesto de que todo estaba formado por unas
partículas indivisibles a las que denominó “átomos” en honor a la intuición de Demócrito que vivió 2.200
años antes que él. Su hipótesis fue muy criticada por la sociedad científica de la época y en 1810 Gay-Lussac
la refutó experimentalmente. La polémica fue zanjada, aunque no cerrada, en 1811, cuando Avogadro
distinguió entre átomos y moléculas, y demostró que el experimento de Gay-Lussac trataba de moléculas y
no se contradecía con los átomos de Dalton.
En 1860 la Química alcanzó su mayoría de edad con la celebración de su primer Congreso
Internacional, en donde se aceptó plenamente la constante de Avogadro, se acordó un nuevo método para
determinar los pesos atómicos y se optó por el oxígeno en lugar del hidrógeno como unidad de medida, en
razón de su facilidad combinatoria, con lo que el peso del hidrógeno quedó en 1,0080 umas o unidades de
masa atómica. Esta madurez no impidió que Mendeléiev tuviese que soportar incluso burlas de los
académicos, cuando en 1869 presentó la Tabla Periódica, una ordenación sistemática de todos los elementos,
que ha resultado imprescindible para cualquier razonamiento lógico en el universo químico, especialmente a
partir de 1914, cuando pudo alcanzar su forma definitiva basándose en el descubrimiento de Moseley de que
las longitudes de onda de los rayos X producidos por los diversos elementos disminuían de forma regular al
avanzar en la tabla periódica.
2.1.3 - DEL ANALISIS A LA SINTESIS
La incomprensión hacia Mendeléiev era en buena parte consecuencia de la actitud científica del siglo
18 y 19, dominada por el cartesianismo y el desarrollo independiente de los diferentes saberes. Una actitud
extraordinariamente fructífera, pero incapaz de proporcionar la visión global que el ser humano precisa para
poder situar adecuadamente todos los componentes de la existencia.
Por eso no se supo encontrar un razonamiento concluyente para ubicar al hidrógeno en la tabla, pues
tan lógico parecía situarlo en el grupo de los alcalinos, es decir, los más electropositivos, como en el grupo
de los halógenos, los más electronegativos. Se decidió por los alcalinos porque en la electrólisis el hidrógeno
se deposita en el cátodo al igual que los elementos electropositivos. El carbono no ofrecía estos problemas, y
con sus cuatro valencias permitía construir los más grandiosos edificios. El problema es que la vida de un
edificio difícilmente la explica la estructura de hormigón.
Por otra parte, la visión global estaba mediatizada por la idea, ampliamente compartida de que la
existencia era debida a un acto creador, es decir, que cada elemento, como cada planeta o cada especie
vegetal o animal, era producto de un acto creador específico e independiente de los demás. Tan sólo un año
antes que el Primer Congreso Internacional de Química, en 1859, se publicó “El origen de las especies” de
3
Darwin, pero todavía en el inicio del siglo 21 encuentra oposición la perspectiva evolucionista y muchos de
los que la admiten, la limitan a la biología y no la extienden a todo el proceso cósmico y, en consecuencia, al
desarrollo de los diferentes elementos químicos.
El descubrimiento del electrón en 1879 y del protón en 1886, (el neutrón no se conocería hasta 1932)
derrumbó la pretensión de Dalton de que el átomo era indivisible. El átomo estaba formado por unos
componentes que era necesario conocer y poder describir tanto en su estructura como en su comportamiento.
La investigación se centró de forma especial en el hidrógeno por ser el más sencillo de todos los elementos.
Cuando se pudo comprobar que protón, neutrón y electrón eran los componentes, no sólo del
hidrógeno y del oxígeno sino de todos los elementos, el saber humano se enfrentó a la exigencia de descubrir
los componentes del protón, el neutrón y el electrón, movidos por la esperanza de encontrar ese elemento
único que en la combinación de sí mismo originaba la pluralidad. Un elemento que se aleja continuamente,
puesto que cuando se descubren los componentes de lo que en algún tiempo se tomó como simple, se
comprueba la complejidad de esos componentes y, en consecuencia, la necesidad de situar la exploración en
un ámbito inaccesible para los medios de que se dispone.
Esta dificultad no debe impedir la construcción de hipótesis globales que intenten reunir en una
síntesis coherente todo lo que se sabe, siempre que se mantenga abierta a las revisiones que exijan lo
mecanismos que descubran las investigaciones puntuales.
2.1.4 - EL CALOR
Según Oparin “Lo primero que diferencia a las substancias orgánicas de todas las demás
substancias de la naturaleza inorgánica, es que en su contenido se encuentre el carbono como elemento
fundamental. Esto puede verificarse fácilmente calentando hasta una alta temperatura diversos materiales
de origen animal o vegetal. Todos ellos pueden arder cuando se les calienta donde hay presencia de aire y
se carbonizan cuando al calentarlos se impide la penetración del aire, mientras que los materiales de la
naturaleza inorgánica (los piedras, el cristal, los metales, etc.) jamás llegan a carbonizarse, por más que los
calentemos”.2
Esta afirmación merece una atenta reflexión por cuanto la produce un hombre que se caracterizó por
su afán de mostrar el paso de lo inorgánico a lo orgánico. Es evidente que la materia orgánica reacciona de
forma muy diferente a la inorgánica, no solo ante el calor, sino ante todo tipo de radiaciones. Pero atribuir
ese comportamiento al carbono es una simplificación poco razonable.
La diferencia de comportamiento parece más bien obedecer a la vinculación estructural que se
establece entre todos los componentes de una sustancia orgánica y que, si requiere unas condiciones muy
especiales para integrarse, también varía su desintegración según las condiciones en que se encuentra. Por
ello, así como los cambios de estado de la materia no orgánica están determinados por la temperatura de
fusión y de ebullición, en la materia orgánica va a depender tanto de la estructura específica de la sustancia,
como de las condiciones globales del entorno, y por ello su proceso degenerativo puede tomar la forma de
descomposición, combustión, calcinación, destilación, carbonización o fosilización.
Es evidente la importancia central del carbono en la estructuración de los sistemas orgánicos, pero
por ello mismo conviene situar claramente cual es su función, para así mejor comprender la dinámica general
de la existencia. Esta función podría asemejarse a la que hace que el aluminio, por su poco peso y su gran
resistencia, se utilice en la aviación, sin que por ello haya que buscar en el aluminio la razón de que los
aviones vuelen. El carbono une a la gran capacidad de vinculación que le otorgan sus cuatro valencias, una
gran ligereza. Así, el silicio que le sigue en el grupo de los que tienen la misma valencia, pesa ya más del
doble, y su capacidad de enlazar es ya más reducida e inestable. Ligereza y conectividad son dos cualidades
que se van a mostrar decisivas a lo largo de todo el proceso evolutivo.
2
A. Oparin; El origen de la vida; Ed. Mexicanos Unidos; 1977; pag. 25
4
Pero no son las únicas. Otra es su actitud frente al calor, que en el caso concreto de la carbonización
a que aludía Oparin, está muy ligada a la volatilidad, es decir, a la facilidad con que abandonan las
estructuras complejas, para lo cual puede ser significativo que el hidrógeno y el carbono ocupen los extremos
de la escala de temperaturas de fusión y ebullición. que para el hidrógeno son de –259º y -252,8º
respectivamente y para el carbono de 4.000º en ambos casos, con lo cual se explica claramente la facilidad
con que el hidrógeno abandona la materia orgánica que ha dejado de vivir, y la estable permanencia del
carbono.
Esta estabilidad del carbono resulta decisiva para la síntesis artificial de moléculas orgánicas, así
como para reconstruir el proceso evolutivo biológico, al poder estudiar con precisión tanto a los individuos
vivos como a los fosilizados.
Con todo, en una existencia que se manifiesta evolutiva, heterárquica y metabólica, lo más
fundamental no es tanto poder seguir el rastro del carbono, como ver la totalidad de los procesos de
complejización de los sistemas, y en que medida la fase catabólica no hace tabla rasa de las estructuras
desarrolladas, sino que intenta aprovechar lo más esencial de la experiencia acumulada para anabolizar
estructuras más amplias, complejas y de mayor eficacia energética.
Aunque tratándose de temperatura y de calor es necesario considerar que el hidrógeno tiene unas
diez veces más potencia calorífica que el más ricos de los carbones. También se debe reflexionar sobre el
hecho de que el calor o cualquier excitación energética lo que hace es que el electrón exterior cambie de
orbital energético, y en consecuencia la distancia intermolecular. Las variaciones de esta distancia no
parecen tener límite en los cristales o en las moléculas libres, pero si en los sistemas orgánicos en los que los
enlaces covalentes implican una distancia interatómica precisa que no puede sufrir grandes variaciones. Por
eso la vida se tiene que mantener dentro de unos márgenes de temperatura que en principio parecen ser los
cien grados del agua líquida. Por debajo cristaliza, y por encima se evapora y se reseca el sistema, pero es
posible que incluso sin llegar a los 100º el hidrógeno contenido en el sistema empiece a consumirse y por eso
en los carbones no hay rastros del hidrógeno que necesariamente hubo en el sistema antes de carbonizarse.
En definitiva el proceso de fabricación de carbón vegetal consiste en extraer toda el agua que contenía el
vegetal vivo y quizá también el hidrógeno que participa en las moléculas complejas.
2.2 ELEMENTOS DE PARTIDA
2.2.1 - PROTON, NEUTRON Y ELECTRON
Entre las individualidades intermedias que jalonan de discontinuidad el continuo universal, el protón,
neutrón y electrón ocupan un lugar privilegiado para la actual investigación y reflexión humana sobre la
dinámica de la existencia, dado que están al alcance de la experimentación con los medios de que se dispone,
y se les puede considerar la culminación de los procesos subatómicos y el inicio de la complejidad atómica y
molecular.
Aunque los modernos aceleradores han hecho posible saber que un protón está formado por dos
quarks arriba y un quark abajo, y el neutrón por un quark arriba y dos quarks abajo, esto no explica su
diferente comportamiento, que posiblemente haya que buscar en las condiciones iniciales de su formación,
difícilmente reproducibles dadas las elevadísimas temperaturas en que se produjo, por lo que hay que recurrir
a las definiciones basadas en sus efectos, que establecen que el protón y el neutrón son dos componentes de
la materia de “similar” peso atómico y diferenciados por su comportamiento eléctrico. El neutrón no tiene
actividad eléctrica, mientras que el protón tiene un potencial positivo.
Si consideramos que ese potencial eléctrico queda compensado o encerrado en una especie de campo
o espacio propio cuando está rodeado de un electrón, podemos imaginar, en base a la unidad dinámica
subyacente, que algo similar ocurre en el interior del neutrón, es decir, que en él existe un potencial eléctrico
positivo compensado por un elemento eléctrico negativo. La estructura queda confirmada por el hecho
5
empírico de que “un neutrón se desintegra en un protón, liberando un electrón”,3 aunque atendiendo a la
diferencia de masas, habría que pensar que en la compensación actuaban dos electrones. La masa del neutrón
es de 1,0089 y la del protón 1,00757, la diferencia es de 0,00133, y la masa de dos electrones es de 0,00055 x
2 = 0,0011. Nuevas investigaciones permitieron concretar que “El neutrón es inestable y tiende a
desintegrarse en un protón, un electrón y un antineutrino”.4
Esta similitud interna entre neutrón y protón llevó a Heisenberg a describir “a los protones y
neutrones, en el núcleo, como intercambiando continuamente identidad, por lo que cualquier partícula dada
es, en primer lugar un protón, luego un neutrón, a continuación protón, etc.”.5 Esta descripción tropieza con
la dificultad de que no es lo mismo desintegrar que sintetizar y que no es suficiente para explicar los
intercambios de energía que se producen. Especialmente difícil resulta situar la relación entre energía
potencial y energía cinética, que se establece entre el protón y el electrón, y la importancia de los radios o
distancia entre uno y otro, y que traducidos a unas referencias “perceptibles” equivaldría a que si el núcleo
tiene un centímetro de diámetro, el del orbital electrónico sería de 100 metros.
En cualquier caso cabe definir el neutrón como un protón provisto, de forma fuertemente estable, de
una corteza de signo contrario que compensa las diferentes cargas eléctricas y hace que no se manifieste su
potencial eléctrico hacia el exterior, mientras que el protón se caracteriza por mantener un potencial eléctrico
que se traduce en una capacidad de interacción con el entorno que puede presentar diversas variables. Tanto
el neutrón como el electrón también tienen funciones decisivas en la resolución de algunas de esas variables
y la comprensión de su naturaleza y comportamiento es indispensable para una comprensión adecuada del
conjunto global de interacción, pero para el objetivo del presente trabajo puede prescindirse inicialmente de
la misma para dedicar la atención al protón.
Pues la razón interna de sus diferencias pertenece a la física de las altas energías, cuyo principal
inconveniente para establecer una comprensión del proceso evolutivo que los debió generar es no poder
definir el elemento individual constituyente.
2.2.2 - PROTON E HIDROGENO
Definir la naturaleza y comportamiento del protón exige reconocer que el protón no es un
componente del hidrógeno, sino que es el hidrógeno. Bien es cierto que esta identidad se produce
exactamente entre el protón y el ion positivo hidrógeno, el H1+, pero no es menos exacto que esta es una de
las variables que difiere funcionalmente, pero no sustancialmente de las otras variables, la H, la H2, y la H2+ e
incluso de los isótopos H12 y H13, y que es posiblemente esa rica funcionalidad lo que le convierte no sólo en
la clave de la continuidad entre física cuántica y física clásica, sino también de la relación entre física y
química, entre química inorgánica y orgánica y entre química y biología.
Resulta cuanto menos curioso que esta igualdad entre protón e hidrógeno no haya sido destacada de
forma suficiente. La razón puede estar en que la gran diferencia de fechas y de procesos en su
descubrimiento los situó en ámbitos muy diferentes y se les asignó funciones específicas, cuya integración
puede resultar confusa lingüísticamente pero clarificadora para la comprensión de la evolución general.
El desarrollo de los radiotelescopios permitió aprovechar la naturaleza ondulatoria de la materia para
buscar las “huellas dactilares” de los diferentes elementos que pueden poblar el espacio interestelar. Los
átomos ionizados de hidrógeno emiten una radiación de 21 cm. de longitud de onda, es decir, una frecuencia
de casi millón y medio de herzios. Sintonizando esa frecuencia en 1951 se pudo comprobar que el hidrógeno
representa el mayor porcentaje en la composición del gas interestelar, y siguiendo su rastro se puede conocer
la evolución de las nubes que conforman el contorno de las galaxias. Buscando en otras frecuencias en 1966
se detectó el deuterio, que es un átomo de hidrógeno que tiene en su núcleo un protón y un neutrón, en lugar
de tener sólo el protón del hidrógeno normal. Se ha calcula que un 5 % del hidrógeno espacial es deuterio.
3
4
5
Isaac Asimov; Nueva Guía de la Ciencia; Ed. Plaza Janés; 1985; pag. 319
Ramón Lapiedra; Els dèficits de la realitat i la creació del món”; Ed. P.U.V.; 2004; pag. 206
Isaac Asimov; Nueva Guía de la Ciencia; Ed. Plaza Janés; 1985; pag. 323
6
También se ha detectado helio y oxígeno, pero lo que ha revolucionado la exploración del espacio
hasta plantear la posibilidad de que junto a la astro-física se desarrolle una astroquímica e incluso una
astrobiología, es la aparición de compuestos. El primer compuesto fue HO, un grupo hidroxílico que en la
Tierra deriva de inmediato en agua, y en 1968 se detectaron moléculas de agua y de amoníaco NH3
combinación de hidrógeno y nitrógeno. A partir de 1969 fueron apareciendo compuestos con átomos de
carbono. Ese año fue el formaldehído H2CO, el año siguiente el cianoacetileno HC3N y el alcohol metílico
CH3OH. En 1971 el metilacetileno CH3C2H y en 1982 la cianodecapentaína HC11N.
Todo esto parece trivializar cualquier polémica sobre el origen terrestre o extraterrestre de la vida, y
reduce la posibilidad de que en otros lugares se haya construido sobre el silicio en lugar del carbono. La vida
responde a leyes y principios universales que se adaptan a las diferentes condiciones, pero que tiene como
principales agentes, el hidrógeno, por una parte, y el grupo de no metales del segundo y tercer período, es
decir, el carbono, nitrógeno, oxígeno y fluor, del segundo y el fósforo, azufre y cloro del tercero.
En cualquier caso es necesario valorar la relativa presencia de los diferentes elementos, pues se
calcula que de cada mil átomos que hay en el universo, 927 son de hidrógeno, 72 de helio y 1 de todos los
demás. Dada la inmensidad del espacio ese uno por mil significa cantidades absolutas importantes incluso de
los elementos más simples, como son las nubes de neutrones y las partículas subatómicas que se desplazan
libremente.
2.2.3 - CAMBIO DE PAREJA
El 13 de marzo de 2002, el periódico El País publicaba el resultado del trabajo de más de dos años de
un equipo de varias universidades sobre la reacción que se producía al encontrarse un átomo de hidrógeno
(H) con una molécula de hidrógeno (H2). Hasta entonces se había considerado esta reacción como la más
sencilla y elemental, pues se creía que se producía se forma similar a la que se produce cuando dos bolas de
billar que están juntas, reciben el impacto de otra bola, estando las tres en la misma recta. Lo que ocurre con
las bolas de billar es que la que recibe el golpe lo transmite a su compañera que queda separada mientras las
otras dos quedan juntas.
Observaciones realizadas mediante el láser de alta intensidad han demostrado que no siempre es así,
sino que, en ocasiones, el átomo de hidrógeno rodea a la molécula en una especie de carambola, y decide
con que átomo de la molécula se va a enlazar. La causa puede radicar en el átomo incidente, pero también
puede deberse a la pareja sobre la que se incide y cuya relación es mucho más compleja que la que muestran
las dos bolas de billar, como lo prueba el que la relación pueda estar afectada por un orbital molecular
enlazante sigma b, o por un orbital molecular antienlazante sigma arterisco.
En cualquier caso, esto puede significar que la indeterminación no es una característica de la
mecánica cuántica en los rangos más elementales, sino que se produce también en los rangos superiores
cuando se trata de individualizar las situaciones, por lo que, una mirada exterior tendrá que recurrir al cálculo
de probabilidades, pero una mirada interior deberá clarificar si hay razones específicas que determinen la
decisión o si es una cuestión de azar, teniendo muy en cuenta que aunque la mecánica cuántica quede
ensombrecida por la regularidad derivada de los grandes números de la mecánica clásica, está subyaciendo a
la misma y es necesario entenderla plenamente para comprender la dinámica interna de todo lo que se
manifiesta externamente.
No hay que olvidar que en su relativa sencillez el hidrógeno o protón constituye un verdadero
universo, una individualidad compleja en la que la naturaleza exacta de sus componentes parece insondable,
pero que intentan clarificar especialistas altamente cualificados con ayuda de medios muy sofisticados y
costosos. La gente común tenemos que renunciar a penetrar en ese universo mientras no esté más clarificado,
pero debemos tener muy presente su existencia para comprender que hay un interior complejo que determina
que la interacción del individuo con su entorno, ya en ese rango primario, no es una interacción mecánica y
fatal, sino que tiene un componente de libertad y responsabilidad fundamental que es lo que convierte esa
7
interacción en un alma, en una vibración capaz de resonar en armonía con los conjuntos individualizadores
de cualquier rango, de hacer posible la convergencia del microcosmos y el macrocosmos.
Todo ser humano, a poco se mire a sí mismo, sabe que no será revisando su hígado, ni su corazón, ni
su cerebro, como se podrá determinar las razones de su comportamiento. Los análisis de sangre y orina, los
electroencefalogramas, radiografías y ecografías, aportan datos fundamentales sobre la situación de la
persona, al igual que los aportan la clase de actividad que se desarrolla, así como los vestidos y maquillajes.
Pero incluso en los casos en que la persona se encuentra más fuertemente condicionada por el entorno, todo
individuo siente que es poseedor de la última explicación de lo que ocurre en su interior.
2.2.4 - LA IDENTIDAD COMPLEJA
Intentar comprender la existencia desde el interior de la misma exige un gran esfuerzo de
imaginación, entre otras razones, porque todavía no se ha constituido el lenguaje inequívoco que informe sin
ambigüedades de lo que es común y de lo que es específico de cada rango. Identificar un átomo de hidrógeno
con una bola de billar o un sistema solar con órbitas u orbitales tiene sus inconvenientes para comprender su
naturaleza y comportamiento. Aunque cualquier imagen resulta insuficiente, quizá la más sugerente es la que
ha igualado el hidrógeno a una plaza de toros, en cuyo centro, un garbanzo representaría al protón, y por las
últimas gradas orbitaría el electrón. Suponiéndole al garbanzo un volumen de un centímetro cúbico, su peso
sería de mil millones de toneladas, lo que rebasa ampliamente las capacidades imaginativas normales.
El electrón viene a determinar el tamaño global del átomo, a constituirse como su membrana, aunque
una membrana que tiene su propia identidad y su capacidad de actuar independientemente.
No voy a intentar clarificar aquí lo que miles de científicos competentes y equipados llevan muchos
años intentando desvelar, pero si plantear la necesidad de considerar al hidrógeno como el pilar fundamental
sobre el que construir todo el edificio de la existencia, de forma similar a como un arquitecto considera el
hormigón sin necesidad de investigar el proceso de producción del cemento, la interacción del oxígeno y el
hidrógeno en la molécula del agua y el historial concreto de la grava.
El hecho de que el hidrógeno pueda presentarse, como se ha indicado anteriormente, bajo las formas
de H1+, H, H2, H2+, H12 y H13, ya nos sitúa ante la dificultad de definir la esencia de una identidad individual,
y que incluso la hipótesis en que se basa el presente estudio de que esa esencia reside en la armónica
solidaridad de las almas que la constituyen, resulta insuficiente si no se conoce la naturaleza de esa armónica
solidaridad. En este sentido hay que recurrir al principio fundamental de la ciencia sobre la universalidad de
las leyes para intentar situarse en el interior del hidrógeno desde la perspectiva de nuestra problemática de
identidad humana personal, con el fin de que cualquier clarificación que se alcance en uno de estos rangos
sirva para el otro y para la mejor comprensión de cualquier otra identidad.
2.2.5 - LA DINAMICA ASOCIATIVA
La anterior enumeración de las seis expresiones del hidrógeno, ya nos revelan dos conclusiones
importantes: 1) que la existencia de un protón es lo único que es común a todas ellas, lo que confirma lo
expuesto anteriormente de que la esencia del hidrógeno reside en el protón; 2) que al protón no le gusta estar
solo y va a desarrollar todas las formas posibles de asociación.
El paso más elemental es su alianza con el electrón. Es lo que diferencia al H1+ del H y que puede
considerarse de naturaleza electromagnética. Cuando el hidrógeno carece de electrón adopta la condición de
catión, lo que significa que el protón está rodeado de un campo electromagnético de carga positiva de
extensión indefinida. El electrón define otro campo electromagnético pero de carga negativa que se
constituye como una esfera que rodea y neutraliza la carga del protón, lo que le convierte en H, el átomo
eléctricamente neutro.
La órbita en que se sitúa el electrón girando en torno al protón, se sabe que es circular, pero no se
sabe con exactitud la medida del radio, por lo que en lugar de órbita se debe hablar de orbital, o nube de
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probabilidades por las que se desplaza el electrón, aunque el máximo de probabilidad corresponde a hv, es
decir, la constante de Planck (lo que nos sitúa ante el rango más primario de la existencia), multiplicada por
la frecuencia de la radiación.
La conducta del electrón varía, según cambie de órbita, en cuyo caso desprende o capta un fotón, o
se vaya golpeando formando la corriente eléctrica o una lluvia de electrones. O abrazando un átomo o dos,
como es el caso de la molécula de hidrógeno, ionizada o no. O desarrollando la electrónica.
El siguiente paso es la formación de una molécula diatómica, que puede adoptar la forma de H2, H2+.
Se trata de una unión excepcional según las reglas de las cargas eléctricas, puesto que dos protones con
cargas positivas deberían rechazarse en lugar de atraerse. La situación del electrón tampoco se ha logrado
definir con claridad si establecen un enlace covalente o definen un orbital molecular.
La unión de un átomo de hidrógeno (protón más electrón) con uno o dos neutrones formando los
isótopos deuterio y tritio (H12 y H13) parece más razonable por cuanto no hay rechazo eléctrico y si puede
haber atracción gravitatoria. Tampoco los electrones parecen tener problemas sobre su emplazamiento,
puesto que hay un solo núcleo aunque más complejo y no ha variado la carga eléctrica, es decir el campo
electromagnético que configura el espacio del hidrógeno.
El fotón tiene capacidad para representar a la individualidad elemental germinal, la que es pura
imaginación, espíritu sin masa, pero cargado de energía e información. El electrón ya tiene masa, pero es
compañero de esas partículas que han construido al protón y al neutrón y que se resisten a mostrarse tal como
son. Quizá habría que respetar más su profunda intimidad y satisfacer nuestro afán de saber estudiando mejor
el comportamiento de sus diferentes estructuras y manifestaciones. El neutrón podría definirse como la
plenitud primaria de la esfera semireflexiva. Suficientemente cerrado sobre sí mismo para sentirse
autosuficiente, pero sin perder por ello la sensibilidad con su entorno, y la disponibilidad a colaborar con las
iniciativas del protón. Posiblemente en esa especial permeabilidad se encuentre la clave de su larga duración,
de su aparente eternidad, pues su fuerte estructuración no le impide participar conjuntamente del flujo
universal. El protón parece ser hermano del neutrón pero totalmente abierto a la interacción exterior. Si el
neutrón es la culminación del proceso evolutivo subatómico, el protón se puede considerar el iniciador del
proceso evolutivo atómico y molecular. Y en esa tarea lo vamos a conocer con un nuevo nombre, el
Hidrógeno.
2.2.6 - ASOCIACION CUANTITATIVA
H21 + H21 -> He32 + n10 + 3,25 MeV
; H21 + H31 -> He42 + n10 + 17,6 MeV
Esta fórmula, que nos enseña la formación del Helio a partir de dos átomos de deuterio o de uno de
deuterio y otro de tritio, parece vulnerar el segundo principio de la termodinámica pues además de liberar
una considerable cantidad de energía, genera un crecimiento de orden, si entendemos por ello la conversión
de dos sistemas más simples en un sistema unitario de mayor complejidad.
En lo que respecta a la entropía resulta difícil convertir esa apariencia en certeza, pues para
producirse esas reacciones y liberar la energía indicada necesita que todo el conjunto reactivo esté inmerso
en un estado de elevadísimas temperaturas que supone una situación energética muy especial. Pero en lo que
respecta al incremento de orden, la conversión del hidrógeno en helio es el primer paso de un amplio proceso
que conduce a la formación de más de un centenar de elementos, el último de los cuales, el lawrencio, con un
peso atómico de 257 umas y 103 electrones orbitando en siete niveles de orbitales, es suficientemente
representativo del alto grado de compleja estructuración alcanzado.
El lawrencio es en realidad un elemento artificial, producido por los seres humanos en su esfuerzo
por comprender e imitar la actuación de la naturaleza. Este esfuerzo nos ha dejado importantes enseñanzas
sobre la formación de esa compleja estructuración y la diferente función de cada uno de los elementos
integrantes.
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Es evidente que el sujeto protagonista del proceso es el hidrógeno, puesto que todo elemento queda
definido en la lista de 103 elementos, porque añade un átomo de hidrógeno al que le precede, es decir, un
protón y un electrón. Esta regularidad ha permitido completar la lista realizando especiales esfuerzos de
búsqueda de aquellos lugares que quedaban vacíos porque los elementos que debían ocuparlos tenían muy
escasa presencia en la naturaleza. A la confirmación de su falta y a su consecuente búsqueda contribuyó
decisivamente la naturaleza ondulatoria de la materia, pues los átomos de cualquier elemento sólo emiten
radiación de una determinada frecuencia, y ésta desciende de forma estrictamente regular según aumenta su
número atómico.
El protagonismo del hidrógeno no supone monopolio ni exclusividad. El helio desempeña una
importante función, como prueba el hecho de que entre los principales elementos, tanto en razón de su
abundancia como por su participación en los siguientes pasos evolutivos, predominen los de número atómico
par, así como por el hecho de que en las transformaciones artificiales de elementos se utilicen núcleos de
helio, que en esta específica configuración reciben el nombre de partículas alfa. Los neutrones también
tienen su participación, pues a partir del helio participan en la composición de los núcleos de todos los
elementos en proporción igual o mayor que los protones, pero sin que su variación cambie la naturaleza del
elemento, aunque si su radioactividad. También participan en el bombardeo de núcleos y en la
transformación de su identidad, mostrando con ello su capacidad de transformarse en protón, tal como
afirmaba Heisenberg.
El electrón acompaña todo ese crecimiento, en principio en la misma proporción que el protón, pero
con funciones muy diferentes, pues las variaciones cuantitativas, que determinan la ionización positiva o
negativa del elemento, y sus cambios energéticos, son los que determinan la actividad efectiva. Por ello,
aunque sea el protón el que determina la naturaleza del elemento, la distribución de los electrones son los que
definen la tabla periódica, aunque lo cierto es que se desconoce la razón de que sea el número ocho el que
define la periodicidad.
Pero quizá lo más importante de todo el crecimiento cuantitativo es la comprobación con total
evidencia de que este camino evolutivo está agotado, pues la tendencia a desintegrarse aumenta
considerablemente al añadir más neutrones, protones y electrones. Esta constatación es importantísima para
poder extraer las leyes fundamentales por las que se rige la evolución, y el constatar que en otros rangos
evolutivos se produce el mismo fenómeno, es una prueba del acierto en definir la evolución como una
continuidad de discontinuidades.
Los astrónomos suelen llamar “metales“ a todos los elementos más pesados que el helio. Se
formaron en estrellas de hidrógeno en las que su gran masa y elevada temperatura convirtió su interior en
hornos termonucleares en donde se fundieron estos elementos para después, durante la muerte rápida y
violenta de estas estrellas, desparramarse por el medio interestelar. Posiblemente se tarde en comprender
plenamente todo el proceso. Pero eso no debe ser obstáculo para investigar y comprender los otros caminos
evolutivos emprendidos por el hidrógeno.
2.3 QUIMICA GENERAL
2.3.1 - EVOLUCION QUIMICA
Con todo lo dicho anteriormente se ve claramente lo difícil que resulta delimitar las áreas de las
distintas ciencias. No obstante la necesaria especialización ha llevado a incluir en la Física la constitución de
los elementos en función de los movimientos de sus núcleos, y a considerar como Química la actividad de
estos elementos en función del comportamiento de sus electrones y en especial de los situados en las capas
exteriores, lo que se considera la membrana o corteza del átomo.
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El hidrógeno va a mostrar su poder como agente evolutivo cuando junto con otros elementos “ligeros
de equipaje” desarrolle la integración interatómica. En este proceso la referencia a la tabla periódica es
imprescindible, puesto que según el lugar que en ella se ocupe será posible uno u otro tipo de integración. El
lugar especial que ocupa el hidrógeno en la tabla también se traduce en su especial actuación.
Los enlaces que se pueden establecer se agrupan en cuatro tipos: iónicos, metálicos, covalentes y de
hidrógeno. Los dos primeros se pueden contemplar bajo el siglo de lo gregario, mientras que los otros dos
exigen una consideración personalizada. Es importante adelantar ya que la biología va a surgir de estos dos
últimos enlaces, sin que ello signifique excluir a los otros, pues en la evolución universal todo tiene su
función. Es cuestión de que encuentre su momento y su lugar.
2.3.2 - LA TABLA PERIODICA
Para analizar la naturaleza de cada enlace es necesario situarse en la tabla periódica y para ello hay
que partir de la columna de la derecha, ocupada por el grupo de los gases nobles que son los elementos que
tienen completos los orbitales electrónicos que intervienen en cada período. Los demás elementos están
situados entre dos gases nobles sucesivos y tienden a perder o ganar electrones para igualar su capa exterior
con el número de electrones del gas noble más próximo.
Así, la columna de la izquierda está ocupada por los elementos alcalinos, que además de la estructura
electrónica del gas noble que les precede tienen un electrón solitario en el orbital exterior que parece
encontrarse incómodo en su soledad y tiende a marcharse buscando compañía. La columna que a la derecha
es anterior a la de los gases nobles, la ocupan los halógenos, que son los que tienen el orbital exterior con
siete electrones y aspiran a lograr uno más para conseguir la configuración
Hay que destacar que al perder o ganar electrones, los átomos pierden su equilibrio electrónico
natural y se convierten en iones negativos cuanto ganan electrones y en iones positivos cuando los pierden.
La dialéctica entre equilibrio y estabilidad es una de las aparentes contradicciones condicionantes de la vida.
2.3.3 - ESTRUCTURA ELECTRONICA
En la estructura electrónica de cualquier átomo hay que distinguir el sistema electrónico configurado
en el gas noble que le antecede en la tabla periódica y que se puede denominar estructura electrónica interior
y los orbitales que se han ido formando posteriormente y que constituyen la estructura electrónica exterior
que es la que interactúa en las formaciones moleculares.
Cada electrón queda definido dentro de esa estructura mediante los llamados números cuánticos. El
primer número cuántico se refiere a los distintos períodos que conforman la tabla periódica y que culminan
con los gases nobles. Así el número 1 se refiere a la estructura electrónica que culmina con el helio, el
número 2 a la que culmina con el neón, el 3 el que termina en el Argón, etc. El segundo número cuántico se
designa con una letra y se refiere a las diferentes órbitas que pueden convivir dentro de un mismo período y
que pueden ser esféricas, con centro en el núcleo, o elipses en las que el núcleo ocupa uno de los focos. Las
órbitas de tipo p pueden tener tres orientaciones distintas por acción de un campo magnético, y que se
designan por los números –1, 0, +1, o bien px, py, pz. El número de electrones que contiene efectivamente
cada órbita se indica mediante un superíndice. Dentro de los tres períodos que estamos considerando, existen
las siguientes órbitas:
1s circunferencia
2s elipse con semieje mayor doble que el menor
2p circunferencia
1s2 He
2s2
2p6 Ne
3s elipse con semieje mayor triple que el menor
3s2
3p elipse con semieje mayor doble que el menor
3p6 Ar
11
Así, los seis electrones del carbono se distribuyen así: 1s2, 2s2, 2p2, mientras que los diez del neón
hacia los que tiende son: 1s2, 2s2, 2p6.
2.3.4 - EL ENLACE IONICO
Parece el más lógica y natural de acuerdo con la tendencia a ganar y perder electrones, pues es el que
se produce entre un átomo, como el sodio Na, al que le sobre un electrón para tener la configuración
electrónica del neón, y otro átomo, como el cloro Cl, al que le falta un electrón para ser semejante al argón.
El traspaso del electrón produce dos iones, el Na+ y el Cl- que sufren la atracción electrostática de la ley de
Coulomb. Como en una reacción real se producen muchísimos iones, a la vez que se atraen los iones de
signo opuesto, se repelen los del mismo signo, por lo que se forma una malla o red cristalina
extremadamente rígida, dura, frágil, con gran resistencia a la dilatación, no conductora de la corriente
eléctrica, en estado sólido, y que precisa de elevada energía para romper los enlaces, y por eso tiene un
punto de fusión muy alto, pero se disuelve en el agua.
Pero en los cristales iónicos no se puede hablar de moléculas, pues todo el cristal forma una gran
molécula.
2.3.5 - EL ENLACE METALICO
La mayoría de elementos químicos son metales, pues esta condición es la del numeroso grupo de los
elementos de transición, pero entre ellos no pueden establecer enlaces iónicos puesto que todos están
sobrados de electrones en sus capas exteriores, por lo que recurren a una solución específica: entregan sus
electrones de valencia a una especie de bolsa colectiva que al tiempo que les sirve de referencia común, les
permite lucir una capa exterior de un octete de electrones y convertirse en iones positivos.
“Los metales forman redes metálicas cuyos nudos están ocupados por iones positivos del metal
respectivo. En estas redes los electrones de valencia no están localizados en cada ion positivo sino que
pueden moverse entre la red metálica. Puede pensarse que todo metal es un conjunto de iones positivos
inmersos en un gas electrónico (conjunto de electrones de valencia). Que los electrones de valencia de los
metales gozan de cierta movilidad se demuestra mediante una serie de hechos y propiedades de los metales.
*) Los metales conducen mejor que ninguna otra sustancia la electricidad. Los portadores de carga son los
electrones que se desplazan dentro del metal con gran facilidad aunque la diferencia de potencial que se
aplica sea muy pequeña. *) El efecto fotoeléctrico y el termoiónico demuestran también la facilidad con que
los metales dejan en libertad a los electrones. *) La gran conductividad térmica de los metales también es
consecuencia de los electrones libres; éstos pueden adquirir energía térmica y la transportan rápidamente a
través del metal. A pesar de los movimientos de los electrones de valencia dentro del metal, el enlace
metálico originado por las atracciones entre los iones positivos y el gas electrónico es muy consistente y
origina redes cristalinas metálicas que comunican a ciertos metales gran tenacidad y dureza.” (16.64)
2.3.6 - EL ENLACE COVALENTE
Los elementos no metálicos se encuentran con el problema para unirse entre ellos de no poder
establecer enlaces iónicos, ni tampoco crear una bolsa común de gas electrónico, pues en su caso nadie está
sobrado de electrones. La solución que adoptan es la de compartir los electrones de los orbitales
incompletos. Así, por ejemplo, el fluor que tiene siete electrones en su capa exterior y tiende a tener ocho, lo
que hace es generar un orbital común de dos electrones que, aunque cada electrón procede de un átomo
diferente, ahora son indistinguibles y los dos átomos los pueden considerar como propios. Esto crea una
situación muy especial, por cuanto consiguen la plenitud deseada sin que se modifique la carga y por lo tanto
no se forman iones ni positivos ni negativos, pero obliga a considerar a los dos átomos como una unidad, la
molécula diatómica F2. Lo mismo hace el cloro, y el oxígeno y el nitrógeno, aunque estos últimos comparten
dos y tres electrones respectivamente, pero forman igualmente moléculas diatómicas Cl2, O2, N2
12
La distancia que separa los dos átomos unidos por un enlace covalente se llama longitud de enlace,
se puede determinar exactamente y es siempre menor que la suma de los radios de los dos átomos covalentes
debido a que penetran parcialmente el uno en el otro.
Además de la distancia hay que considerar la dirección en el espacio. Cuando se trata de un enlace de
dos átomos, ¿diatómico? como por ejemplo, el óxido nítrico NO, no hay caso. Pero en el dióxido de carbono
CO2, los tres átomos están dispuestos linealmente, mientras que en la moléculas de agua, H2O, los dos
átomos de hidrógeno forman un ángulo de 105º y la longitud de enlace H-O es de 0,97 A. El acetileno
CH=+CH también tiene una configuración lineal, mientras que el amoniaco, NH3 tiene una configuración
tridimensional casi tetraédrica, siendo el enlace N-H de 108º y una distancia de 1,04 A. En el metano CH4 los
átomos de hidrógeno ocupan los vértices de un tetraedro regular, con un enlace C-H de 109º5’.
Para el objeto del presente estudio bastará con fijar nuestra atención en el hidrógeno y los siete
primeros elementos electronegativos del grupo de los no metales. Cuatro en el segundo período que son el
carbono, el nitróeno, el oxígeno y el fluor, y tres en el tercer período que son el fósforo, el azufre y el cloro.
El más electronegativo es el fluor que sólo necesita un electrón para lograr los ocho exteriores del neón. Le
sigue el oxígeno que necesita dos, el nitrogeno que necesita tres y el carbono que precisa de cuatro. El cloro
necesita uno, pues tiene siete como el fluor pero está en el tercer período y necesita igualarse con los ocho
del argón. El azufre necesita dos y el fósforo necesita tres.
2.3.7 - COVALENCIA ESPECIAL DEL HIDROGENO
El emplazamiento del hidrógeno en la tabla periódica encabezando el conjunto de los elementos
metálicos, puede entenderse porque comparte la tendencia de los alcalinos de ceder el electrón de su capa
exterior. Pero el gas noble que le sirve de referencia de plenitud estable, es el helio, que tiene sólo dos
electrones, por lo que el hidrógeno podría también ocupar un lugar en el grupo de los alógenos, ya que como
ellos, puede conseguir la plenitud capturando un electrón.
Esta similitud es la que le permite adoptar el camino de la covalencia y aparecer en estado libre con
la forma molecular de H2, sin que eso le impida mantener su condición metálica por lo que la unión puede
producirse entre un átomo ionizado por haber perdido su electrón y un átomo ordinario, creándose un orbital
común con un solo electrón, formando la molécula H2+, configuración que tiene unas exigencias energéticas
menores que la de los dos átomos por separado, por lo que, aunque no alcanza la estabilidad de una
covalencia normal, mantiene una estabilidad molecular mayor que la atómica.
2.3.8 - MOLECULA MISTERIOSA
Una de las consecuencias más trascendentales de los diferentes enlaces del hidrógeno es la
formación de la molécula de agua y de su especial comportamiento. Oparin atribuía a los átomos de carbono
el que la materia orgánica ardiese, pero el hidrógeno también arde y además con gran potencia calorífica.
Para arder, tanto el hidrógeno como el carbono necesitan oxígeno, pues la combustión es, fundamentalmente,
una oxidación. Pero el encuentro entre oxígeno e hidrógeno se puede resolver en agua, para lo cual es
necesario que el encuentro se produzca en unas condiciones determinadas, pues a temperatura ordinaria es
posible que estén mezclados durante algún tiempo, sin reacción alguna, pero si se aumenta la temperatura la
reacción se realiza con tal rapidez que se produce una explosión. También se produce agua cuando el
hidrógeno se combina con el oxígeno que contienen los óxidos metálicos, dejando el metal libre.
Diferente a todas las demás moléculas, los científicos han llegado a definir el agua como uno de los
líquidos más misteriosos, complejos y excéntricos. La molécula de agua está formada por un átomo de oxígeno y
dos de hidrógeno, mediante un enlace covalente, pero, por lo que se ve, también se producen enlaces iónicos
entre el hidrógeno de una molécula y el oxígeno de otra, aunque por lo general no se completan los cuatro
enlaces posibles, dos por cada átomo de oxígeno con los hidrógenos vecinos, y dos con sus propios átomos de
hidrógeno con los oxígenos vecinos.
Es decir, que el átomo de hidrógeno, además de los dos enlaces con los
13
átomos de oxigeno para formar la molécula, tiene cuatro enlaces iónicos que le une a otras tantas moléculas.
Entre los comportamientos que motivan esa definición se pueden citar:
* El calor dilata los cuerpos y el frío los contrae. Pero las conducciones de agua se rompen si la
temperatura baja a cero grados, porque el agua, al enfriarse a esa temperatura se dilata. Se puede enfriar el agua
hasta 38º C bajo cero sin que se congele, si el agua está totalmente libre de polvo y también se pueden obtener 11
estados diferentes de hielo variando la presión y la temperatura, y mediante modelos de ordenador se han
establecido las condiciones en que el agua se separaría en dos líquidos de diferentes densidades, lo que explicaría
que a 4º el agua es más densa que a 0º, según predomine un tipo de agua. La diferencia vendría determinada por
los enlaces iónicos, que dejaría mayor o menor distancia entre las moléculas.
* Las moléculas de la mayor parte de los líquidos se mueven desordenadamente, como las personas en
una multitud. Las moléculas de agua mantienen una relación estable mediante el denominado enlace de
hidrógeno, que permite a cada molécula vincularse a otras cuatro. Estos enlaces pueden ser más estrechos o más
relajados, y esto explicaría los diferentes comportamientos.
* El enlace disolvente. Si echamos unas gotas de tinta china en un vaso de agua, toda el agua se oscurece
ya que las partículas de carbón se distribuyen por igual entre las moléculas del agua. Hay otros líquidos que
también son disolventes, pero todos están muy lejos de la importancia y extensión natural del agua. El fenómeno
entra de lleno en la problemática del orden, pues en principio había un orden, la tinta por un lado y el agua por
otro. Pero después de la disolución se ha establecido un orden diferente, más próximo al orden uni-versal, que
podría definirse como "todos con todos". Este cambio de orden se acentúa notablemente con la disociación
iónica que se produce en las disoluciones acuosas de ácidos, bases y sales, explicadas por el físico sueco
Arrhenius, en 1887, cuando todavía no se conocía la naturaleza eléctrica de los átomos. "Cuando ciertos cuerpos
se disuelven en el agua, y por el mero hecho de la disolución, las moléculas se disocian, es decir, se separan en
átomos o grupos atómicos que manifiestan estados eléctricos iguales y de signo contrario... La disociación
iónica es un fenómeno espontáneo... que no necesita aportación de energía" .6 Gracias a eso, las raíces de las
plantas pueden extraer del suelo las sustancias elementales que necesitan para realizar sus complejos procesos de
orden.
* La propiedad más decisiva y eficaz es la que se deriva de su propia disociación que propicia la
disponibilidad de energía de los organismos biológicos. "Si un fotón emitido por el sol actúa sobre una partícula
material terrestre, provoca el paso de un electrón que pertenece a un par apareado sobre cierta capa, sobre una
órbita más periférica. El electrón, en muy corto lapso de tiempo, vuelve a la órbita original en la mayoría de los
casos, a menos que la vida se apodere de él. Esta utiliza entonces la energía de ese electrón excitado para
provocar la disociación del agua H2O, en O, que, bajo la forma de O2, vuelve a la atmósfera, en tanto que el H
es captado por la TPN y a veces la DPN que reduce a TPN.H y DPN.H. Encontraremos estas dos moléculas en
el origen de los procesos metabólicos de todas las células vivas, cualquiera que sea el grado de complejidad del
organismo al que pertenecen. Lo que acabamos de describir es el principio de asimilación clorofílica en el cual
la molécula excitada será la clorofila... El hidrógeno fijado precedentemente permitiría la reducción del CO2 y
los primeros glúcidos serán sintetizados. Los seres heterótrofos comerán las plantas o los animales que también
han comido plantas y se aprovisionarán así en moléculas de hidrógeno que no pueden procurarse, como las
plantas, utilizando la energía solar en la realización de la fotolisis del agua... La DPN y la TPN exigen, para ser
reducidas a DPN.H2 y TPN.H2, dos protones y dos electrones. Uno de esos electrones, que pasa inmediatamente
sobre FMN, no se quedará ahí, y pasará de una sustancia a otra por medio de lo que se ha convenido en llamar
la cadena de transportadores.... Alcanzarán así el oxígeno atmosférico que baña la célula animal o vegetal. Esta
los acepta y puede entonces unirse a los protones (iones H+) y dar nacimiento al agua. En esta agua el electrón
vuelve a su nivel básico de donde lo había hecho huir, como recordaremos, la energía del fotón solar. Pero lo
ha logrado a través de un largo rodeo, por múltiples etapas intermedias en el curso de las cuales ha perdido
cada vez una pequeña partícula de su energía de excitación. Cada vez esta energía ha sido puesta en reserva en
una unión fosfatada rica en energía: ha servido para transformar el ADP en ATP. Se ve, por consiguiente, que
el carácter esencial de la vida reside en la excitación de electrones provocados por los fotones solares,
6
A. Esteve Sevilla; Curso de química; Ed. Cosmos; 1975; pag. 118
14
electrones que vuelven a su nivel de origen pasando a través de moléculas complejas, perdiendo poco a poco su
energía de excitación y permitiendo gracias a ella hacer funcionar la máquina viviente".7
Es fundamental conocer como se formó la gran cantidad de agua de que disponemos en la Tierra y
sin la cual no hubiera sido posible le evolución biológica y menos aún la cultural. Hay que partir de que el
Sol es un astro de la segunda generación, por lo que las masas gaseosas de los planetas telúricos (Mercurio,
Venus, Tierra y Marte) contaban con los diversos elementos esparcidos por las supernovas. Los átomos más
pesados, como el hierro y el níquel se concentraron en el centro, y en el exterior apareció vapor de agua.
Aunque en principio las moléculas de agua son muy estables, son varios los agentes que las descomponen.
Conocer la evolución del agua en los distintos planetas es fundamental para conocer con más exactitud el
proceso evolutivo general.
2.4 QUIMICA TENSORIAL
2.4.1 – LA FUNCION DEL ORDEN
El designar a la química orgánica como química del carbono no sólo tiene el inconveniente de
desviar la atención que se debe prestar al hidrógeno como eje del proceso evolutivo en los rangos atómico y
molecular, sino que deja de subrayar un rasgo diferenciador fundamental de la química orgánica, que es la
necesidad de que los átomos se enlacen en un determinado orden espacial, preparatorio del siguiente paso, el
de la materia viva, en la que el orden no solo es espacial, sino también temporal. Así, en la química general
basta con saber la cantidad de átomos que entran en un compuesto para que éste quede definido, mientras
que en la química orgánica es necesario saber que átomo enlaza con quien, con cuantas valencias y como
establece su equilibrio tensorial
Es evidente que el señalar y profundizar en estas características es esencial para comprender el
posible sentido de la evolución. Así, por ejemplo, es necesario definir claramente las diferencias entre este
ordenamiento y el de los compuestos de coordinación, así como los efectos tan diferentes que ejercen los
cambios de temperatura sobre los compuestos orgánicos y los inorgánicos.
Los cambios de temperatura pueden considerarse como un cambio en las relaciones espaciotemporales, de acuerdo con las posibles conversiones utilizando la constante de Boltzmann,8 pero también es
una radiación, y es muy significativo que cuando la materia orgánica progresa en complejidad, se acrecienta
su sensibilidad a las radiaciones, como demuestra la diabólica bomba de neutrones, diseñada para destruir a
las personas, pero sin dañar las estructuras inorgánicas como pueden ser las fábricas o los puentes.
Esta sensibilidad a las radiaciones nos devuelve a los principios fundamentales de continuidad de
discontinuidades y a la presencia activa de las mónadas primarias en cualquier fase y rango de la dinámica
evolutiva metabólica, aunque la imposibilidad de acceder a ese nivel de espacio-tiempo nos obliga a
deducirlos a partir del comportamiento de niveles superiores.
2.4.2 - LA FUNCION DEL CARBONO
Al replantear la química orgánica sobre el hidrógeno en lugar de hacerlo sobre el carbono como es
tradicional, no se ha pretendido desmerecer la función del carbono, sino encontrar un hilo conductor con el
que enlazar lo inorgánico con lo orgánico. Pero una vez establecida esa posible continuidad es necesario
volver al carbono para analizar y comprender su específica contribución al proceso evolutivo.
Como parece ser una constante de toda la evolución, todos los sistemas tienen la opción de
bloquearse o de expandirse y así también el carbono con la significativa característica de que el bloqueo se
produce cuando el sistema se estructura sólo con carbono y la expansión se realiza cuando se une a otros
elementos.
7
8
H. Laborit; Del Sol al hombre; Ed. Labor; 1966; pag. 23
Ver “Investigación y ciencia” número especial sobre “el tiempo”; noviembre 2002
15
Una primera cuestión que el carbono nos muestra, es la condición no lineal del devenir cósmico y,
en consecuencia, la posibilidad de optar por el cierre sobre sí mismo y el consiguiente bloqueo o corte de la
continuidad, o por la abertura a su peculiar discontinuidad al inmenso flujo de lo continuo. Son dos opciones
que el carbono lleva a situaciones extremas, con estructuras como el diamante y el metano que nos
proporcionan dos importantes enseñanzas: 1) que la sutil evanescencia de un gas que emana de los pantanos
puede ser más útil para la vida, que la brillante belleza del cristal de mayor dureza; 2) que el bloqueo se
produce cuando el sistema se estructura sólo con carbono y la expansión se realiza cuando se une a otros
elementos, con lo que confirma la hipótesis de que la existencia aspira a ser globalmente polifónica.
2.4.3 - LAS OPCIONES BLOQUEADAS
Son de dos tipos: la cristalización tetraédrica o diamantina y la hexagonal o grafítica.
En los diamantes, todos los átomos de carbono están unidos por enlaces covalentes fuertes, en los
que cada átomo comparte sus cuatro electrones de valencia con otros cuatro, uno de cada átomo que le rodea,
organizándose para formar tetraedros muy compactos con una distancia entre vértices de 1,54 A, lo que
determina que sea el cuerpo más duro que se conoce, así como su elevado punto de fusión (3.750º). Esta
estructura se extiende en las tres dimensiones del espacio originando una macromolécula. Al no quedar
electrones libres el diamante no conduce la electricidad.
En el grafito, los átomos de carbono ocupan los vértices de un hexágono y se encuentran dispuestos
en planos superpuestos separados por una distancia de 3,5 A. La distancia que separa un átomo de sus tres
vecinos es de 1,41 A. El grafito es blanco, de densidad 2,2 gr/cm3.
Es sabido que estas estructuras no han evolucionado hacia sistemas de amplia interacción y mayor
complejidad, pero en los últimos tiempos han aparecido dos estructuras que aún siendo también cerradas
muestran indicios de poder incidir en el futuro evolutivo. Se trata del fullereno y el rotaxano.
El fullereno es una molécula formada por un número bastante elevado de átomos de carbono, que en
su versión C60, la más abundante y de menor número de átomos toma la forma de un balón de fútbol, es
decir, una esfera hueca configurada por 12 pentágonos y 20 exágonos, con un átomo en cada vértice, unido a
los demás por tres enlaces similares a los que se producen en el benceno, con el que guarda múltiples
similitudes y en el que es soluble. Fue sintetizado en 1985 mediante evaporación de grafito y por la misma
fecha se encontró también en algunos minerales. El nombre de fullereno se le puso en honor a Fuller, un
arquitecto que ha destacado especialmente en el desarrollo y construcción de cúpulas geodésicas, es decir,
cubiertas semiesféricas en las que la estabilidad mecánica no depende del comportamiento de cada
componente individual sino por la distribución de las cargas y esfuerzos en todo el conjunto, pues todas las
partes están unidas de forma solidaria. Esta forma de interacción, conocida como integridad tensorial ha
sido amplia, variada y genialmente desarrollada por los organismos vivos, pero su presencia en el universo
inanimado abre importantes perspectivas cuyo desarrollo es difícil de prever. Aunque es posible que su
contribución más valiosa sea para los intentan que la paradoja EPR deje de ser tal paradoja, al ofrecer
mejores condiciones para hacer evidente la superposición.
El rotaxano es una molécula formada esencialmente por dos largas hileras de anillos de benceno,
creada artificialmente en 1999 por Hewlett-Packard y la universidad de Los Ángeles, con la intención de que
actúe como microprocesador y con la que aseguran que se abre la vía a una nueva generación de
computadoras, pues un solo chip construido sobre rotaxano, del tamaño de un grano de arena, podrá
almacenar tanta información como cien ordenadores personales de los existentes en 1999. La reducida
dimensión exige revolucionar también los procesos de producción. Si el chip de silicio que mide unas cinco
micras, exige ser grabado con equipos de alta precisión y condiciones muy exigentes, la molécula de
rotaxano que mide menos de un nanómetro sólo se puede ordenar mediante procesos químicos, es decir, que
el ser humano facilite el encuentro entre los elementos y las condiciones del encuentro, y que los
intercambios, uniones y divisiones las realicen los mismos elementos en función de sus necesidades y
afinidades electrónicas.
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Parece evidente que estas dos nuevas moléculas nos pueden aportar valiosísimas confidencias sobre
la capacidad de auto estructuración de la materia y de su profunda simbiosis con la energía y la información
y si el genio humano hiciera realidad las esperanzas puestas en el rotaxano, nos encontraríamos con la
posibilidad de procesar en tiempo real no sólo las necesidades y estados de todos los seres vivos, sino incluso
de sus deseos, aspiraciones, ideas, sugerencias, opiniones y proyectos. Entonces el conjunto humano podría
experimentar el desarrollo de una efectiva individualidad capaz de comprender todas las individualidades
que le han precedido y afrontar solidariamente su relación con un entorno común.
2.4.4 - LAS OPCIONES ABIERTAS
Aún en el supuesto de que el fullereno y el rotaxano satisficieran con creces las expectativas
depositadas en ellos, su participación en el proceso evolutivo podría semejarse al del neutrón como
potenciador de los sistemas desarrollados por el protón y el electrón, que en su interacción conjunta forman
el hidrógeno, que es el efectivo sujeto evolutivo.
Los sistemas abiertos del carbono se estructuran también siguiendo el esquema tetraédrico o
hexagonal, por lo que sus enlaces se llaman diamantinos o grafíticos, lo que ya induce a pensar que su
contribución al desarrollo orgánico no lo es tanto por la configuración de sus valencias, como por la abertura
que le proporciona su colaboración con el hidrógeno. En su forma más simple los dos sistemas están
representados por el metano CH4, y el benceno C6H6. En el metano los átomos de hidrógeno ocupan los
vértices del tetraedro y el átomo de carbono su centro. En el benceno los seis átomos de carbono ocupan los
vértices del hexágono regular igual que en grafito, pero el tercer enlace de cada átomo de carbono es con un
átomo de hidrógeno en lugar de otro de carbono.
Estas dos formas moleculares son el inicio de dos series de compuestos que quedan englobados
bajo el significativo nombre de hidrocarburos y que junto a las llamadas funciones oxigenadas y
nitrogenadas estructuran toda la química orgánica.
Los derivados del metano constituyen el grupo de los alifáticos, acíclicos o de cadenas abiertas,
mientras que los del benceno son los cíclicos o de cadenas cerradas, aunque quizá sería más correcto hablar
de eslabones cerrados en alusión a los anillos bencénicos, pues la cadena en sí permanece abierta.
Las cadenas de los acíclicos pueden ser muy largas y con muchas ramificaciones, pero en todos los
casos está definida por la sucesión de átomos de carbono y entre ellas se pueden distinguir también tres
grupos según las valencias del carbono esté totalmente cubiertas o no. Los saturados, llamados también
alcanos o parafinas, están formados por cadenas de carbono que tienen todas sus valencias libres ocupadas
por átomos de hidrógeno y responden a la fórmula general CnH2n+2. Los no saturados pueden ser alquenos u
olefinas, si tienen enlaces dobles, y alquinos o acetilenos si lo tienen triple.
Las cadenas cerradas derivadas del benceno se llaman también aromáticos debido a que deben su
estabilidad al fenómeno de la resonancia. En el benceno cada átomo de carbono está unido a otros dos y a un
átomo de hidrógeno, por lo que utiliza sólo tres de los cuatro electrones de valencia que posee. Se trata de un
sistema no saturado, que a diferencia de los acíclicos el electrón sobrante en cada átomo de carbono no queda
ligado al mismo, sino que se une a los otros cinco sobrantes, formando un conjunto adscrito a todo el anillo y
con una movilidad que modifica el comportamiento de los enlaces, dando lugar a las propiedades aromáticas
y a una reducción de la energía interna, que da lugar a una transferencia de energía, conocida como energía
de resonancia.
Si una molécula de benceno fija una de hidrógeno, es decir dos átomos de hidrogeno, solamente
quedan libres cuatro valencia, en un compuesto llamado ciclohexadieno que no pierde su comportamiento
aromático, como tampoco si sustituyen algún átomo de hidrógeno por radicales alquílicos, o si se encadenan
varios anillos bencénicos formando los hidrocarburos aromáticos policíclicos.
Los radicales consisten en conjuntos de átomos, de número y estructura muy variable, pero que en
las reacciones químicas funcionan de forma indivisible, como un solo átomo, por lo que constituyen un
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instrumento de gran eficacia para el desarrollo de estructuras de mayor complejidad. Entre ellos quizá haya
que destacar a los alquílicos, aunque sólo sea porque se definen como “los restos que quedan de la pérdida de
un átomo de hidrógeno en un hidrocarburo saturado”. La definición no parece muy justa cuantitativamente si
nos atenemos al significado común de la palabra “resto” puesto que lo que queda es una cadena de átomos de
carbono con todas sus valencias cubiertas con hidrógeno, pero nos ayuda a descubrir la importancia de ese
átomo de hidrógeno que cede su sitio a otros compuestos y haciendo posible el encuentro de la serie
diamantina con la grafítica y con las funciones oxigenadas y nitrogenadas. Así, por ejemplo, en las
nitrogenadas se parte del amoniaco NH3, que pierde uno de sus tres átomos de hidrógeno por cada uno de los
radicales alquílicos a los que se une.
La importancia de las funciones oxigenadas y nitrogenadas en la química orgánica confirman la idea
de trasladar el protagonismo del carbono al hidrógeno, aunque quizá lo más correcto sería hablar de una
eficaz colaboración, en la que el carbono aporta el armazón y el hidrógeno las articulaciones.
2.4.5 - NATURALEZA DEMOCRATICA
El creciente conocimiento que se tiene de los procesos químicos elementales que subyacen a toda la rica
y dinámica biología, nos descubren, por una parte, la inmensa capacidad autoorganizativa de la materia en su
búsqueda de una optimización de la energía y de la mutua información, y por otra, la capacidad humana para
interferir en esos procesos, en la que hay que distinguir dos fases que bien podrían definirse como catabólica y
anabólica.
La primera fase es de análisis, para desentrañar las claves que permitan definir con total exactitud la
fórmula química de los componentes orgánicos y su específica estructuración espacio-temporal. La segunda fase,
de síntesis, encaminada a reproducir esos compuestos a partir de los elementos simples. Entre las dos cabría
situar la que busca aislar las moléculas complejas de la mucha más compleja maraña del organismo.
Un caso que nos permite ver los diferentes caminos es la obtención del metanol o alcohol metílico. La
forma primitiva es mediante la destilación seca de la madera y por eso se le llama también “espíritu de madera”,
pero la observación e inventiva humana descubrió la forma de facilitar el encuentro de los componentes simples,
una mezcla de óxido de carbono y de hidrógeno, para que ellos reaccionaran y se ordenaran de la forma
adecuada: CO + 2H2 -> CH3OH
La facilidad con que se alcanza este resultado contrasta con la imposibilidad práctica de aislar el radical
metil CH3-, lo que explica que la capacidad de autoorganización de la materia está muy ligada a la armonía de
las afinidades electrónicas y a la búsqueda de plenitud de las valencias. El caso también nos ilustra sobre el doble
filo de la mayoría de elementos, que pueden ser beneficiosos o perjudiciales para la vida según el uso que de los
mismos se haga. El metanol presta grandes servicios como disolvente, refrigerante y anticongelante, pero puede
producir ceguera y la muerte si se utiliza en la fabricación de bebidas alcohólicas, aprovechando su gran
parecido con el alcohol etílico y su menor coste.
2.4.6 - LOS VIRUS
Cuando en julio de 2002 Eckard Wimmer publicó en la revista “Science” el resultado de su
experimento todos los que tuvieron información del mismo experimentaron una sacudida de terror. Se trataba
de la reproducción de un virus a partir de la información descargada de Internet. El virus era el de la polio y
su fórmula C332.662H492.388N98.2450131.196P7.500S2.340, es decir, una combinación en la que, a groso modo y para
no perdernos en tan elevadas cifras, por cada átomo de azufre, entraban 142 de carbono, 210 de hidrógeno,
42 de nitrógeno, 56 de oxígeno y 3 de fósforo, y todo eso conjunto repetido y entremezclado 2.340 veces. El
caso es paradigmático por varias razones.
En primer lugar nos obliga a volver al objeto del presente trabajo, es decir, intentar ver el camino
recorrido por la evolución, ensayar una hipótesis unitaria basada en la mejor comprensión del alma, como
interacción entre individuo y entorno y que, en el caso del alma del hidrógeno, su larga y fecunda interacción
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nos ha llevado casi a olvidarla, cuando lo que corresponde es reconocer el diferente valor de los distintos
caminos que ha podido recorrer y la dimensión trascendente de su relatividad. Los virus nos sitúan ante un
nuevo rango evolutivo, ante el alma molecular, y ante el oscuro e ignorado proceso que conduce hasta el
alma celular.
Si los 257 umas (unidades de masa atómica) del lawrencio mostraban el límite de la vía evolutiva
seguida por el hidrógeno y que definimos como de asociación cuantitativa, los más de ocho millones de
umas del virus de la polio muestran la inmensa mayor riqueza alcanzada por la vía de la covalencia tensorial.
Aunque en ambos casos a su inmenso poder no cabe atribuirle otro significado que el del enorme coste que
supone el mantenimiento de su grandiosidad. Al lawrencio la enorme energía acumulada no tiene otro
destino que el disiparse en una desintegración radioactiva, mientras que el virus busca estructuras más
complejas en donde parasitarse de forma destructiva, a menos que encuentre otras formas de integrarse en el
proceso evolutivo.
Este efecto negativo está producido, en definitiva, por una motivación de gran trascendencia: su
deseo de reproducirse y perpetuarse, lo que nos sitúa ya en la dinámica de lo que se conoce como vida. Es
evidente que en la estructuración de los organismos vivos tienen una importante función las grandes
moléculas, como los lípidos y las proteínas, pero no lo es menos que el protagonismo lo siguen
desempeñando los pequeños, como lo prueba, por una parte, el hecho de que en la misma formación del
virus, sólo intervengan, además del hidrógeno, elementos del segundo y tercer nivel de la tabla periódica, y
en especial, porque el hidrógeno va a seguir desempeñando una actividad decisiva en toda la estructuración y
desarrollo de los organismos vivos.
La condición no lineal ni determinada de la existencia evolutiva se nos manifiesta con los virus de
forma trágica, puesto que caminos similares pueden conducir tanto a la vida como a la muerte, y es
significativo que la experiencia de Wimmer fuera encargada y sufragada por el Pentágono, el organismo
supremo militar de Estados Unidos.
Según Wimmer (El País, 12-10-02) “Hay miles de genomas de virus colgados en Internet, y los
nuevos virus que vayan siendo secuenciados deben ser también volcados en la red, porque la comunidad
científica internacional los necesita para investigar y esos estudios son irrenunciables para la medicina. La
pretensión de hurtar esa información a la luz pública es un completo error. Nuestra síntesis del virus de la
polio a partir de la información de Internet demuestra que nunca más será posible erradicar un virus”
Esta última afirmación es de extrema gravedad y confirma la importancia de la información y el
lugar que debe ocupar en la vida. Así, la viruela se consideraba erradicada porque no se presentaba ya ningún
caso de padecimiento de esa enfermedad. Lo que Wimmer plantea es que disponiendo de su fórmula se
puede producir y propagar. Es algo diabólico y demencial, pero que puede resultar muy rentable para alguien
que haya desarrollado una vacuna específica y la tenga patentada. Ya es significativo el empeño que se ha
puesto en patentar las secuencias del genoma humano, que contrasta con esa pretensión de total libertad de
difusión y utilización de la información de los virus. La experiencia del SIDA y la guerra entre
multinacionales y fabricantes de genéricos es buena muestra.
Pero la viruela de erradicó mediante vacunas, es decir, mediante la administración del virus y dosis
no patológicas, es decir, que el cuerpo humano pudiera hacerle frente. Luego es crucial la proporción de
interacciones. La información es la que debe hacer que los humanos regulen armónicamente, es decir, en las
debidas proporciones, sus interacciones.
2.5 HIDROGENO Y VIDA
2.5.1. DE NUEVO EL MISTERIO
El conocimiento cada vez más preciso de la química orgánica confirma la capacidad de los
sistemas materiales para generar estructuras de creciente complejidad, pero decrecientes en lo que se refiere
a sus exigencias relativas de energía interna, a la vez que nos permite comprobar el protagonismo central que
el hidrógeno ocupa en todo ese proceso.
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Pero el salto a la vida, es decir, la capacidad de la materia para reproducir sus sistemas, ligado a la
condición episódica de la existencia individual, es decir, el que la vida signifique necesariamente nacimiento,
desarrollo y muerte, implica una serie de transformaciones que estamos lejos de poder comprender y explicar
de forma incuestionable.
En cualquier caso, todo esfuerzo por comprender ese salto pasa por definir el hilo conductor en el
que se engarcen todas las piezas que los científicos, en su investigación especializada sobre parcelas
concretas, van logrando montar. La hipótesis de que el hidrógeno puede desempeñar ese papel conductor,
también muestra signos de eficacia en esta decisiva fase evolutiva, aunque es necesario volver a puntualizar
que el verdadero hilo quizás no se manifieste hasta que no se conozca mejor la naturaleza del electrón y el
protón, puesto que el hidrógeno no es más que la más elemental y profunda interacción entre estos dos
componentes fundamentales de la existencia. Recordar esto ayudará a situar la función mediadora del
hidrógeno en su adecuada relatividad y aceptar que su posible sustitución por otros mediadores en los rangos
evolutivos de mayor complejidad puede realizarse mediante conexiones de total armonía.
Por de pronto es significativo que el neutrón ya no tenga ningún protagonismo específico. Su
presencia se mantiene en el núcleo de todos los demás elementos que intervienen, lo que resalta más la
función abierta y dialéctica del hidrógeno en su condición de protón en interacción con el electrón. Y
descubre que la función del protón o ion hidrógeno es la dialéctica entre su soledad y su encuentro con su
envolvente, con el electrón complementario, al que conduce allí donde se precisa su excitación energética
para recogerla posteriormente en condiciones estables.
Un estudio detallado de la participación concreta del hidrógeno en el desarrollo de la vida, es muy
difícil de resumir dada su enorme complejidad, por lo que nos limitaremos al análisis de algunos aspectos
concretos, aunque decisivos y claramente significativos.
2.5.2 - LA LEVEDAD DEL SER
Posiblemente la importancia del hidrógeno reside en que es el elemento de mayor sencillez, y un
principio que se confirma con creciente evidencia es que la vida prefiere apoyarse en los elementos “ligeros
de equipaje” para avanzar en su progreso evolutivo.
Así, si tomamos como referencia al mismo ser humano, considerado como estructura biológica
suficientemente evolucionada, nos encontramos con que disponemos de estudios pormenorizados
suficientemente confirmados sobre sus necesidades nutritivas, es decir, sobre los elementos que debe tomar
del entorno para desarrollar y mantener la plenitud activa de su organismo.
La primera conclusión a destacar es que están totalmente excluidos los “pesos pesados”, y en
concreto todos los que integran los períodos 6 y 7 de la Tabla Periódica, así como todo el grupo de los “gases
nobles”. Del período 5 tan sólo hay que incorporar el yodo y el molibdeno, y de los otros períodos, aunque
ya participan casi todos, lo hacen de forma muy desigual. Así del molibdeno que tiene el número atómico 42
tan sólo se precisa incorporar a la dieta diaria algunas millonésimas de gramo, mientras que del potasio, que
ocupa el número 19, se precisa alrededor de un gramo diario. No existe una proporcionalidad entre el número
atómico y las necesidades cuantitativas del elemento, pues la funcionalidad de cada uno es muy compleja e
intervienen otros factores, pero es altamente significativa.
Los elementos fundamentales de la vida están situados en los períodos dos y tres, además,
naturalmente del hidrógeno, que además de ocupar un lugar especial en la tabla periódica, lo ocupa también
en la estructuración de la vida, pues las necesidades del mismo ya no se mide por miligramos ni por gramos,
sino casi por kilos, pues se calcula que el cuerpo pierde al día 2,6 litros de agua que hay que reponer. Bien es
cierto que en el agua tiene mayor peso el oxígeno que el hidrógeno, pero en cada molécula de agua hay dos
átomos de hidrógeno por uno de oxígeno, y por otra parte hay que añadir las alta participación del hidrógeno
en los alimentos que están formados esencialmente por derivados de los hidrocarburos.
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El oxígeno y el carbono son los otros componentes fundamentales y es posible que su participación
en peso sea superior a la del hidrógeno. Pero ya se ha dicho que no hay una relación directa entre la cantidad
de participación y la cualidad de la misma. El oxígeno, evidentemente, ocupa un lugar fundamental en la
vida humana, pero su participación en la vida en general resulta difícil de calificar, teniendo en cuenta que la
vida es posible sin el oxígeno, como demuestran las bacterias anaeróbicas, y que tiene una intervención muy
decisiva en el envejecimiento y la muerte.
En cualquier caso, lo que resulta de una evidencia fundamental es la clara preferencia de la
evolución por los elementos sencillos y ligeros frente a los más grandes y pesados, lo que quizá habría que
considerar ya como un principio general de ordenación de la vida. Esta conclusión no se contradice con el
hecho de que el ser humano precise ingerir estructuras de gran complejidad ya elaboradas, como son los
hidratos de carbono, las proteínas, las vitaminas y los lípidos, puesto que en estos se mantiene
aproximadamente la misma preferencia y proporción de elementos indicados. Lo que esta necesidad explica
es que la presencia del ser humano en el conjunto de la vida, solo es posible después de que le hayan
precedido otros sistemas más simples, capaces de elaborar esas estructuras complejas que el ser humano
incorpora como conjunto integral. Lo que a su vez, confirma la idea general evolutiva de una continuidad de
discontinuidades.
2.5.3 - EL pH
La función ácida y la función básica se conocen de antiguo por sus caracteres antagónicos y por ser
diferenciables por su sabor (picante o agrio los ácidos y amargo las bases) o por cambiar el color de algunas
sustancias. (Los ácidos enrojecen el tornasol y las bases lo azulean). La electrólisis permitió conocer mejor
sus diferencias estructurales al comprobar que los ácidos daban siempre H+ y las bases OH-.
En 1923 fueron definidos de forma separada y aparentemente opuesta por Bronstad y Lowry por
una parte, y Lewis por otra. Según los primeros, un ácido es una sustancia que puede ceder protones,
mientras que una base es la sustancia capaz de captarlos. Para Lewis ácido es el que acepta electrones y base
el que los cede. Una síntesis de los dos podría expresarse a partir de la disociación del átomo de hidrógeno,
diciendo que un ácido es el que se queda con los electrones cuando se ceden los protones, y una base en caso
contrario.
Partiendo de que el agua químicamente pura es capaz de disociarse produciendo tantos iones H+
como OH-, Sorensen estableció la noción de pH con una escala logarítmica que en el caso del agua pura tenía
un valor de 7, y menor de 7 si la disolución era ácida y mayor de 7 si era básica.
El pH del medio es fundamental para el desarrollo de la vida. Así, en el cultivo de bacterias,
responden a una dimensión adecuada del pH, así como el comportamiento de los aminoácidos. El pH
también caracteriza el medio intracelular.
2.5.4 - EL GRUPO AMINO
Ya se ha dicho anteriormente lo incongruente que resultaba el que la unión del hidrógeno con el
carbono formando metano, se considerara química orgánica, mientras que no entrara en ese apartado la unión
del hidrógeno con el oxígeno formando agua. Otro tanto se puede decir de la unión del hidrógeno con el
nitrógeno formando amoniaco NH3, que tampoco entra en la consideración de orgánico a pesar de que
constituye la raíz del grupo amino, con el que se forman los aminoácidos, que son los componentes de las
proteínas, consideradas como los ladrillos de la vida.
Los aminoácidos son compuestos orgánicos formados por un amino (-NH) que tiene la condición
de base, y un carboxilo (-COOH) que lo tiene de ácido, pero que, como conjunto, actúa como ácido o como
base en oposición al pH de la solución en que se encuentra.
Para formar las largas cadenas de las proteínas los aminoácidos se enlazan entre sí mediante la
unión del amino de uno de ellos con el carboxilo de otro, con desprendimiento de una molécula de agua, es
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decir que –NH + -COOH -> -N-CO + H2O, lo que una vez más muestra la actuación mediadora del
hidrógeno.
2.5.5 - ENLACE ADN
El modelo de Watson y Crick para la cadena de ADN explica como las uniones de bases se realizan
entre AT y GC y nunca entre AG y CT debido a la diferente posibilidad de establecer los enlaces de
hidrógeno que son los que les proporcionan el máximo de acoplamiento y estabilidad.
2.5.6 - LA FOTOSINTESIS
Cualquiera que haya sido el origen de la vida, es indudable que su mantenimiento en la Tierra
depende de la fotosíntesis que permite transformar la energía que se recibe del Sol en materia y energía
adecuada para ser incorporada a la compleja y vasta red biológica que cubre el planeta.
El proceso de fotosíntesis es de una maravillosa complejidad, pero en él hay que distinguir lo que
responde a un algoritmo interno y lo que se refiere al intercambio con el exterior, con el entorno. En el
principio y final de este intercambio se encuentra una molécula de agua. En el medio, un átomo de hidrógeno
y uno de carbono.
El electrón excitado por el fotón solar provoca la disociación del agua en oxígeno, que se integra en
la atmósfera, y en hidrógeno, que es captado por la molécula TPN transformándose en TPN·H, para hacer
juntos un recorrido que, entre otras cosas, permitirá la reducción del CO2, mientras el electrón excitado va
perdiendo su energía mientras hace funcionar la máquina biológica. “La vida parte de la fotolisis de una
molécula de agua gracias a la excitación de una molécula de clorofila, para acabar en la reconstitución de
una molécula de agua en la que los electrones han hallado su estado básico, su órbita primera.”*
2.5.7 - EL ALIMENTO ANIMAL
Si asombroso es el rendimiento mostrado por la fotosíntesis, no lo es menos la capacidad que
tienen las plantas para reducir al mínimo la energía necesaria para su funcionamiento interno y así dejar
energía disponible para una posterior utilización.
“El fenómeno característico de los procesos vivos es el apareamiento entre fosforilaciones y
oxidaciones que permiten la puesta en reservar de la energía fotónica solar acumulada en las moléculas de
hidrógeno ligadas a los alimentos… Pero antes de que los substratos sean sometidos a la acción de
deshidrogenasas que desatarán su hidrógeno para transmitirlo a la cadena de los transportadores, los
alimentos deben experimentar primero en el organismo animal una fragmentación que los ponga en una
forma ya muy simplificada en contacto con la célula”*
Esta fragmentación utiliza dos vías. La vía exergónica “consiste en triturar progresivamente la
voluminosa molécula de glucosa para arrebatarle progresivamente las moléculas de hidrógeno que
contiene… y proceder posteriormente a la extracción de la energía acumulada en esas moléculas de
hidrógeno y su conservación en forma de compuestos fosforados ricos en energía”.* Por la vía endergónica
la glucosa “abandonará progresivamente su hidrógeno fijándolo en la TPN que transformará en TPN·H
bajo la acción de una deshidrogenasa… hay pocas síntesis celulares, hormonales en particular, que no
pidan a la TPN·H el hidrógeno que necesitan. Así, esa molécula indispensable para la asimilación
clorofílica, la encontramos como básica en toda la vida celular y orgánica”.*
2.5.8 - LOS ORGANISMOS EVOLUCIONADOS
“La colonia celular que representa un organismo evolucionado sólo toma contacto con el medio a
través de una superficie restringida. La mayoría de las células se hallan separadas por un colchón acuoso,
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equivalente al océano primitivo en el que bañaban nuestros lejanos antepasados y del que parecen haberse
llevado consigo un fragmento al pasar de la vida acuática a la aérea. Por mediación de este medio interior
se hace su aprovisionamiento en substratos energéticos, y este medio recibirá los productos de desperdicio
del metabolismo. La alimentación, la digestión, la absorción intestinal aseguran el aprovisionamiento
celular en substratos lipídicos, glucídicos y proteicos… Cualquiera que sea el substrato utilizado, el
funcionamiento metabólico celular consiste en su deshidrogenación y en la ionización de moléculas de
H2”.*
Todos estos procesos tienen que estar rigurosamente autoregulados pues “los iones H+,
derramados continuamente en el medio extracelular, corren el riesgo de hacer bajar rápidamente el pH”.*
Los sistemas de regulación son muy complejos y no es necesario describirlos. “Lo esencial es comprender
que la mayor parte de esas regulaciones serán desencadenas por la actividad metabólica de las mismas
células, según la intensidad de su trabajo y las variaciones de la concentración de iones H+ que resulta de
ello en el medio extracelular. Que esas regulaciones se efectuarán por el trabajo de ciertas células
especializadas, nerviosas, glandulares, vasculares, excréticas, que aseguran así la protección de todas las
demás”.* 9
El presente documento parece invadir el temario de los que siguen a continuación dedicados a
explorar el alma celular. Pero no es así. El alma de un individuo no reside en sus componentes, sino en la
interacción que como conjunto unitario mantiene con su entorno. La finalidad de este documento ha sido
seguir el rastro de la actuación del hidrógeno en su inmenso esfuerzo evolutivo. Es de esperar que pronto se
supere la gran ignorancia que existe acerca de los procesos evolutivos que tuvieron lugar para pasar del
universo molecular al celular. Mientras tanto, lo que se conoce es suficiente para comprobar hasta donde
puede llegar la enorme energía del hidrógeno, su inmensa capacidad de obrar y haber podido valorar los
distintos caminos recorridos, los límites inherentes a cada uno y las posibles alternativas para superarlos. Los
enormes esfuerzos que se están realizando para convertir el hidrógeno en un combustible manipulable y
rentable, tendría que ir precedido de un similar o mayor esfuerzo por entender el sentido de la existencia,
pues quizá nos descubriera el valor de lo sencillo y lo pequeño, y de la gran cantidad de energía de que
disponemos y que estamos desaprovechando o incluso degradando.
9
* H. Laborit; Del Sol al Hombre”; Ed. Labor; 1966; pag. 25, 37, 40, 45, 62 y 78.
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