Tema 23

Tema 23
El grupo XIV de la tabla periódica de los elementos (antiguo grupo IV A), también conocido como
grupo del carbono o de los carbonoideos, está formado por los siguientes elementos: carbono (C),
silicio (Si), germanio (Ge), estaño (Sn) y plomo (Pb). La mayoría de los elementos de este grupo son
muy conocidos y difundidos, especialmente el carbono, elemento fundamental de la química orgánica.
Estructura electrónica externas: ns2np2
El carbono se encuentra libre en la naturaleza en dos formas alotrópicas: el diamante y el grafito.
Combinado con otros elementos, forma los llamados hidrocarburos y los compuestos característicos de
la vida: azúcares, proteínas, grasas... El silicio se encuentra normalmente en forma de óxido: el cuarzo
y la sílice. El estaño y el plomo son dos metales y están combinados en la naturaleza.
Reacciones típicas
Las reacciones muy importantes del carbono son la fotosíntesis y la respiración:
12 H2O + 6 CO2 + energía C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energía (ATP)
SiO2 + C  Si + 2CO
SiO2 + 2 NaOH  Na2SiO3 + H2O
PbS + 3 SO3  PbO + 4 SO2
La obtención
El carbono se obtiene por la descomposición y liberación de las dos modificaciones de él (el grafito y
el diamante).
El silicio, el germanio, el estaño y el plomo se obtienen por reducción de sus óxidos.
SiO2 + C  Si + 2CO
Ejemplos de compuestos
C: se encuentra en todos los compuestos de la química orgánica (CH4 , COOH , CH3OH, etc.)
Los compuestos inorgánicos: HCN , los carburos (CaC2), óxidos (CO, CO2), etc.
Si: óxidos (SiO2), ácidos (H2SiO3), etc.
Ge, Pb, Sn: GeO2, PbS, SnO2
Carbono aparece en todos los compuestos de la química orgánica. Es muy importante para la vida.
Tiene lugar en la fotosíntesis y también en la respiración.
El carbonato de calcio es un compuesto químico, de fórmula CaCO3. Es una sustancia muy
abundante en la naturaleza, formando rocas, como componente principal, en todas partes del
mundo y es el principal componente de conchas y esqueletos de muchos organismos (p.ej.
moluscos, corales) o de las cáscaras de huevo. Es la causa principal del agua dura.
Llamamos ácidos nucleicos a unos compuestos de gran complejidad: los ácidos desoxirribonucleicos
y los ácidos ribonucleiocos, conocidos, respectivamenente, como ADN y ARN.
Los áciodos nucleicos son polímeros formados por la unión de muchas unidades dominadas
nucleótidos. A su vez, cada uno de éstos está formado por unión de tres moléculas distintas: ácido
fosfórico, pentosa y base nitrogenada, que puede ser adenina, guanina, citosina, timina o uracilo (en
el lugar de ARN).
James Watson y Francis Crick dedujeron un modelo estructural tridimensional para el ADN que
explicaba un patrón de difracción de rayos X y fue también la fuente de conocimientos notables de las
propiedades funcionales de los ácidos nucleicos.
Las características del modelo de ADN de Watson y Crick son:
1. Hay dos cadenas helicoidales de polinucleótidos enrolladas a lo largo de un eje común. Las cadenas
transcurren en direcciones opuestas.
2. Los ejes de azúcar fosfato se sitúan en el exterior y, por tanto, las bases de púricas y pirimídicas
están en el interior de la hélice.
3. Las bases son casi perpendiculares al eje de la hélice y las bases adyacentes están separadas 3.4 Aº.
La estructura helicoidal se repite cada 3.4 Aº, de modo que hay 10 bases igual a 3.4 Aº por vuelta/3.4
Aº por base por cada vuelta de hélice; asimismo, hay una rotación de 36 grados por base (360° por
vuelta completa/10 bases por vuelta).
4. El diámetro de la hélice es de 20 Aº.
En 1962, los dsos con M. H. Wiklins compartieron el premio Nobel de Medicina por sus trabajos para
el esclarecimiento de la estructura y la función del ADN.
El ADN es la sustancia constitutiva de los genes que forman los cromosomas del núcleo
celular. Cada uno de estos genes contiene la información genética para la síntesis de una
proteína específica y, por tanto, para la transmisión hereditaria de las carasterísticas biológicas
porpias de un organismo.
El ARN, sintetizado bajo la dirección del ADN, transmite y ejecuta la información contenida
en el ADN para realizar la síntesis de proteínas.
La función de los ácidos nucleicos no se reduce, por otra parte, a contener la información necesaria
para la síntesis de las proteínas celulares. Hay secuencias regulatorias que controlan la expresión de las
diferentes unidades genéticas, por sí mismas o a su vez controladas por otras moléculas (hormonas,
factores de crecimiento, señales químicas en general); hay asimismo ácidos nucleicos implicados en la
transmisión y procesado de la información genética; hay también ácidos nucleicos con funciones
catalíticas (ribozimas).