Podemos observar la historia del hombre en este planeta a partir de la relación que se ha establecido con estos elementos a lo largo del tiempo. Estos elementos dieron forma y trasfondo a la vida humana, crearon cultura y elevaron civilizaciones e imperios.
Los humanos conocieron primero los minerales: la Edad de Piedra fue la época en la que los humanos usaban minerales para fabricar las herramientas que necesitaban para sus actividades. Esta época se subdivide en tres periodos distintos: el Paleolítico, el Mesolítico y el Neolítico. Luego vino la Edad de los Metales, que también se subdivide en tres: la Edad del Cobre, la Edad del Bronce y la Edad del Hierro. En relación con la materia orgánica, los seres humanos inventaron la agricultura, el cultivo de plantas y el pastoreo, la cría y domesticación de animales, que utilizó como alimento, ayudas laborales, transporte y fuerza motriz.
Orgánico vs. inorgánico
Al principio, cuando Dios creó los cielos y la tierra, la tierra era informe y vacía, la oscuridad cubría el abismo y el espíritu de Dios se movía sobre la superficie de las aguas. Dios dijo: "Hágase luz." Y la luz se hizo fuera. 4Dios vio que la luz era buena y separó la luz de la oscuridad. Dios llamó a la luz al día y a la oscuridad a la noche. Así que llegó la tarde, y luego la mañana: era el primer día.
Dios dijo: «Que haya un firmamento entre las aguas, para mantenerlas separadas unas de otras». Y así fue. Dios hizo el firmamento y separó las aguas que estaban bajo el firmamento de las que estaban por encima del firmamento. Dios llamó a los cielos al firmamento. Así llegó la tarde, y luego la mañana: era el segundo día.
Dios dijo: 'Que las aguas bajo los cielos se reúnan en un solo lugar, para que aparezca la tierra seca.' Y así fue. Dios llamó tierra a la parte sólida y al mar agua entera. Y Dios vio que esto era bueno. Dios dijo: «Que la tierra produzca verduras, hierba con semilla, árboles frutales que den fruto en la tierra según su especie y que contengan semillas.» Y así fue. La tierra ha producido verduras, hierba con semillas según su especie, y árboles frutales según su especie, con sus semillas. Dios vio que esto era bueno. Así llegó la tarde, y luego la mañana: era el tercer día. Génesis 1:1-13
Parafraseando el libro del Génesis, al principio todo era inorgánico, es decir, la materia orgánica está compuesta por elementos inorgánicos. Estos elementos son esencialmente dos, tres en el caso de los carbohidratos y cuatro o más, según la complejidad de la materia orgánica. La primera, y condición sine qua non para que exista materia orgánica, es el carbono. Por sí sola, es inorgánica, pero no existe un compuesto orgánico libre de carbono. El segundo elemento es el hidrógeno; casi todos los compuestos orgánicos contienen hidrógeno, pero no todos. Podemos decir que el carbono y el hidrógeno son la columna vertebral de la materia orgánica y, por tanto, de la vida. Cabe señalar que la vida en el relato de la creación del libro del Génesis aparece el tercer día, en forma de vida vegetal.
Las moléculas inorgánicas pueden contener hidrógeno o carbono en su composición: el agua, por ejemplo, contiene hidrógeno, pero es inorgánica porque no contiene carbono. El dióxido de carbono contiene carbono, pero no es orgánico porque no contiene hidrógeno. Cualquier molécula que contenga carbono e hidrógeno es necesariamente orgánica.
Las moléculas inorgánicas son más pequeñas, generalmente se encuentran fuera de seres vivos, animales o plantas, y no tienen carbono como elemento principal. El hecho de que sean inorgánicos no significa que no sean de suma importancia para la vida, como ocurre con el agua, las sales minerales e incluso algunos metales.
Minerales vs. metales
En cuanto a las diferencias entre materia orgánica e inorgánica, tanto los minerales como los metales son inorgánicos.
Los minerales son una sustancia sólida inorgánica que se formó de forma natural y espontánea en la naturaleza, sin intervención humana; pueden adoptar la forma de un compuesto o una mezcla de varios minerales o uno de los 118 elementos simples de la tabla periódica.
Los minerales contienen una estructura interna característica y propiedades físicas específicas, una composición química determinada y una estructura cristalina, es decir, los átomos de los minerales están organizados en una forma geométrica tridimensional repetitiva. Actualmente, se catalogan más de cuatro mil minerales y, a medida que avanzan los estudios geológicos, se descubren cada vez más minerales, algunos de origen extraterrestre.
Los metales son materiales sólidos, con la excepción del mercurio, que tiene una textura líquida, y pueden ser compuestos o aleaciones, como acero y bronce, o incluso elementos simples de la tabla periódica. Son duros, opacos o brillantes, son buenos conductores eléctricos y térmicos. En general, son maleables, es decir, pueden ser golpeadas para adquirir diferentes formas. Incluso es posible fusionarlos para crear aleaciones o formas más definidas que las que se consiguen martilleándolos.
Noventa y uno de los 118 elementos simples de la tabla periódica son metales; los demás son no metálicos o metaloides, con algunos elementos que aparecen tanto en forma metálica como no metálica.
Cuando decimos que necesitamos magnesio o hierro en nuestra dieta, no significa que debamos ingerir el metal llamado magnesio o hierro, sino que debemos consumir ciertos alimentos que contienen la sal de estos metales.
Estudiemos ahora minerales, metales y materia con más profundidad como materia inorgánica y como materia orgánica compuesta por muchos elementos que son individualmente inorgánicos, pero que, al juntarse, forman la base de la vida.
Minerales
Como se explicó antes, los minerales son sólidos, inorgánicos, se forman de forma natural en la naturaleza, tienen una composición química definida, así como una estructura cristalina. En los minerales, los átomos, en general, tienen una estructura cristalizada con una cadena química establecida, responsable de otorgar a este mineral sus propiedades físicas.
Los minerales se clasifican según el color, línea o franja, brillo o lustre, clivaje, dureza y reacción a los ácidos, la forma que mantienen al fracturarse, la transparencia, la densidad y las propiedades eléctricas. En cuanto a su naturaleza, los minerales se dividen en dos grandes grupos: silicatos, que constituyen el 90% de la corteza terrestre, y no silicatos, que se subdividen en carbonatos, óxidos sulfurosos, fosfatos y elementos nativos en forma pura, como oro, plata y cobre.
Minerales orgánicos
Como ya hemos mencionado, los minerales orgánicos siempre tienen un origen inorgánico. Sin embargo, existen sustancias o cuerpos sólidos que parecen minerales, como la perla y el ámbar, pero cuyo origen es orgánico, como sabemos.
La perla se forma cuando un cuerpo extraño no deseado, como un grano de arena, entra en el cuerpo de una ostra. Para defenderse, secreta una sustancia llamada nácar o nácar, la misma que recubre las paredes internas de la concha de la ostra. La ostra envuelve la arena en capas de nácar y así resuelve el problema y cura la herida causada por la arena. La perla es una herida curada.
El ámbar es de origen vegetal. Es una resina fosilizada, producida hace millones de años por varios tipos de árboles que ahora están extintos.
Las rocas
Están compuestos por mezclas de minerales y se clasifican según la presencia más abundante de uno u otro mineral. En cuanto al proceso de formación, existen tres tipos de rocas: ígneas o magmáticas, metamórficas y sedimentarias. La corteza terrestre está compuesta en un 80% por rocas ígneas o magmáticas, un 15% por rocas metamórficas y un 5% por rocas sedimentarias.
Ígneas o magmáticas : son rocas que se formaron después de que la temperatura en la superficie del planeta bajara. Estas rocas han tenido una formación rápida, por lo que no están compuestas por diferentes minerales. Un ejemplo es el basalto.
Metamórficas: son rocas que se forman a partir de la alteración química de otras rocas, en un proceso llamado metamorfismo. La creación de una roca metamórfica requiere que la transformación de la roca preexistente no haya sufrido litificación (transformación en magma) ni sedimentación (fractura de rocas en partículas).
Sedimentaria : cuando las rocas sufren procesos erosivos, como la acción del agua y el viento, se "fragmentan" en varias partículas, llamadas sedimentos (como las arenas de playa). Estos sedimentos, a su vez, se depositan en regiones "inferiores" del relieve y, al aglomerarse, pueden unirse y formar nuevas rocas, llamadas sedimentarias. Por ejemplo, la piedra caliza que existe en las zonas costeras y que se ha formado por la acumulación de conchas, corales y otros seres marinos es tanto una roca sedimentaria como orgánica.
El mineral – los minerales pueden ser metálicos, como el hierro, o no metálicos, como el talco. El mineral es fundamentalmente un mineral metálico con composición o presencia metálica, o que tiene un gran valor económico que justifica su explotación, es decir, que justifica su extracción de las rocas donde se encuentra.
El hierro, por ejemplo, se extrae de un mineral llamado hematita; Por lo tanto, la hematita es el mineral de hierro. El aluminio se extrae de un mineral llamado bauxita; El plomo se extrae de un mineral llamado galena.
La Edad de Piedra
Para sus actividades, los seres humanos necesitaban herramientas. La procedencia y la naturaleza de estas herramientas variaron con el tiempo. Sin saber nada de los metales, los humanos empezaron a fabricar sus herramientas con piedras. Por tanto, la Edad de Piedra es el periodo en que la piedra se utilizaba como herramienta preferida, además de huesos de animales y madera. Este gran periodo comenzó hace dos millones y medio de años y duró hasta el final de la segunda Edad de Hielo, 9.600 años a.C. Se divide en tres grandes periodos: el Paleolítico, el Mesolítico y el Neolítico.
Paleolítico – o Edad de Piedra Pulida; los humanos vivían exclusivamente cazando y recolectando frutas; por lo que eran nómadas, yendo de un lugar a otro en busca de alimento.
Mesolítico : un periodo de transición en el que, además de cazar y recolectar frutas, los humanos también pescaban; continuaron siendo nómadas.
Neolítico – la gran revolución de este periodo fue la invención de la agricultura y la ganadería. Causada por la escasez de alimentos, la inteligencia humana sustituyó la recolección de frutas por la agricultura y la caza por la domesticación y la ganadería. Así surgieron los primeros asentamientos y el ser humano dejó de ser nómada. Este periodo duró hasta el año 4.000 a.C.
La naturaleza de los metales
A diferencia de los minerales, los metales son menos estáticos: dado que los átomos de los metales son iguales y están cerca entre sí, los electrones libres de un átomo tienen gran movilidad, siendo atraídos simultáneamente por los núcleos de átomos vecinos. De este modo, pueden moverse de uno a otro, como si deambularan por el metal.
Por eso los metales son maleables y buenos conductores de calor y electricidad. Recordemos que, cuando estudiamos el átomo, descubrimos que los electrones son la parte más dinámica del átomo que hace que se relacione con otros átomos, creando enlaces entre ellos.
Características de los metales
Conductividad - Los metales son, por naturaleza, buenos conductores térmicos y eléctricos.
Maleabilidad : son muy maleables, y más aún cuanto mayor sea la temperatura a la que se someten.
Elasticidad : susceptible a deformarse o cambiar de forma cuando se someten a acciones externas.
Ductilidad: es la propiedad de que el metal debe estirar hasta formar cables y cables.
Brillo – en general, los metales no son opacos, sino brillantes y lustrosos; al pulir su superficie, reflejan muy bien la luz.
La tabla periódica de elementos no reconoce, por así decirlo, los minerales, porque divide los 180 elementos en metales, metaloides y no metales. Los metales son, como ya se ha mencionado, buenos conductores de calor y electricidad y fácilmente moldeables. Por otro lado, los no metales no son buenos conductores de electricidad o calor y no son fácilmente moldeables, como el carbono, nitrógeno, fósforo, oxígeno, azufre, selenio, flúor, cloro, bromo, yodo y astatine. Los metaloides tienen características intermedias entre metales y no metales. Ejemplos: boro, silicio, germanio, arsénico, antimonio, telurio.
Los metales de nuestra vida diaria
Los metales pueden dividirse en ferrosos, como el hierro y el acero, y no ferrosos, como aluminio, cobre, estaño, níquel, latón y bronce.
El cobre se utiliza especialmente en equipos eléctricos como: motores eléctricos, instalaciones eléctricas (cables, interruptores, etc.). También hay muchas monedas de cobre.
El hierro - (que corresponde a aproximadamente el 95% de la producción mundial de metales) se utiliza ampliamente en automóviles, barcos y edificios, debido a su bajo precio y resistencia. A veces se sustituye por acero cuando se requiere mayor dureza.
Zinc : se utiliza ampliamente en la producción de latón y, debido a su bajo precio, se empleó durante mucho tiempo para fabricar recipientes; todavía cubre los tejados de casas rurales en África, cuando no están hechas de paja.
Estaño : se utiliza principalmente en aleaciones, como bronce, metal campana (cobre y estaño), bronce fósforo, soldadura blanda y metal blanco. También es esencial para la producción de vidrio, jabones y jabones, perfumes, papel, medicinas y fungicidas. Las hojas que envuelven el chocolate o los cigarrillos, por ejemplo,
por ejemplo, contienen estaño.
Aluminio – en ventanas y estructuras que no requieren la resistencia del hierro, se utiliza aluminio porque es más ligero.
Níquel : ampliamente utilizado en la fabricación de monedas.
La Edad del Metal
Con la invención de la agricultura y la creación de animales, los seres humanos empezaron a depender menos de la naturaleza y a ser más libres e independientes, con más tiempo libre para pensar. Las herramientas cambiaron por completo con el descubrimiento de los metales. Los metales descubiertos definieron tres edades: la Edad del Cobre, la Edad del Bronce y la Edad del Hierro.
La Edad del Cobre (3200 – 2300 a.C.) - posiblemente la primera obtención de un material metálico ocurrió por accidente, cuando las piedras que rodeaban incendios y contenían óxido de cobre se redujeron a metal. Así fue como surgió el inicio de la metalurgia extractiva, basada esencialmente en el empirismo y en la transferencia directa y personal de conocimiento. Como el cobre no es muy duro, el primer uso de este metal fue como ornamentación.
Edad de Bronce (2.300 – 700 a.C.) – el bronce es una aleación o mezcla de dos metales, cobre y estaño. Ambos son metales duros y muy maleables, pero juntos forman bronce, que es un metal duro. Debido a que era duro, el bronce no se utilizaba en ornamentos, sino en herramientas agrícolas, utensilios domésticos y armas.
Edad del Hierro (1200 a.C.) - Finalmente, la Edad del Hierro, un metal más común que las dos anteriores, fue el último en ser descubierto. La corteza terrestre está compuesta por un 5% de hierro. Como hemos dicho antes, este es el metal más utilizado por los seres humanos, no solo desde su descubrimiento sino hasta hoy. Por lo tanto, podemos decir que aún estamos en la Edad de Hierro.
Materia orgánica
- Como hemos visto, la frontera entre materia orgánica e inorgánica no siempre está bien definida.
- En general, los compuestos orgánicos son producidos por organismos vivos; Los compuestos inorgánicos son producidos por la naturaleza o por el hombre.
- Los compuestos inorgánicos pueden formar sales, los compuestos orgánicos no.
- Los compuestos orgánicos siempre contienen carbono, los compuestos inorgánicos normalmente no.
- Los compuestos orgánicos contienen carbono-hidrógeno, los compuestos inorgánicos no.
- Los compuestos inorgánicos contienen átomos metálicos, los orgánicos no.
Composición del suelo
El suelo o tierra que cubre la mayor parte de la superficie terrestre, con la excepción de las superficies rocosas, también está compuesto por partículas que pertenecen a tres tipos diferentes de materia:
Partículas de arena: estas son las partículas más grandes en comparación con las otras dos. Los suelos arenosos tienen hasta un 80% de arena. Este tipo de suelo no retiene bien el agua y los nutrientes, por lo que tiene un valor vital muy bajo.
Partículas aluviales – la segunda partícula más grande es la partícula aluvial, lodo o sedimento. Los suelos formados por estas partículas se encuentran en las orillas de los ríos y son los más fértiles del mundo.
Partículas de arcilla: son las más pequeñas de las tres y, por tanto, retienen tanto agua como aire, dificultando el crecimiento de las plantas. Por esta razón, tanto estos como los suelos arenosos no son muy fértiles.
Solo fértil
Además de los tres tipos de partículas que componen todo tipo de suelo, los suelos fértiles tienen agua y aire, es decir, son húmedos y aireados. La cantidad de arena que contiene el suelo permite la presencia de aire, las partículas de arena separan la materia orgánica y la arcilla, permitiendo la entrada del aire. La cantidad de arcilla en el suelo permite la presencia de agua mientras la retiene.
El humus que debe contener toda tierra fértil resulta de la descomposición de los desechos vegetales y tejidos animales por la acción de microorganismos. El humus es, de hecho, el resultado final de esta descomposición y confiere un alto grado de fertilidad al suelo; Podemos concluir que la vida se alimenta de la vida. Es la naturaleza la que se recicla a sí misma y la vida la que se diversifica. El suelo ideal para la agricultura, que los humanos descubrieron en el periodo neolítico, debería estar compuesto en un 45% de minerales (arena, aluvión, arcilla), 25% de agua y 5% de materia orgánica.
Composición química del cuerpo humano
El cuerpo humano se forma por la interacción de los mismos elementos que conforman el universo; Por eso es un microuniverso en sí mismo.
Presentes en grandes cantidades
Hidrógeno, carbono, nitrógeno, oxígeno: estos son los componentes de sustancias presentes en grandes cantidades en el cuerpo (azúcares, proteínas, grasas, etc.). Entre ellos, el hidrógeno y el oxígeno forman agua (H2O), que representa más de la mitad de la masa humana.
Presentes en cantidades menores
Sodio: presente en la sangre y en otros fluidos del cuerpo.
Magnesio: desempeña un papel importante en la función muscular y la síntesis de calcio.
Fósforo – presente en el fosfato que permite el almacenamiento de energía.
Azufre – participa en la composición de algunas proteínas.
Cloro – presente en la sangre y otros fluidos del cuerpo.
Potasio: presente en la sangre y otros fluidos del cuerpo.
Calcio: un componente de los huesos y los dientes.
Presentes en cantidades muy pequeñas
El flúor es una parte del esmalte dental que previene la formación de caries.
Cromo – participa en el metabolismo de los azúcares.
Manganeso – participa en el metabolismo de azúcares, grasas y formación ósea.
Hierro – un componente de la hemoglobina, el pigmento que transporta el ogénito en la sangre.
El cobalto forma parte de la composición de la vitamina B12.
Cobre: ayuda en la ocurrencia de algunas reacciones químicas.
Zinc: necesario para un crecimiento normal.
Selenio: ayuda a la digestión y a la asimilación de aceites y grasas.
Molibdeno - ayuda a la aparición de algunas reacciones químicas.
Yodo: importante para el correcto funcionamiento de la tiroides.
El cuerpo o materia de un organismo vivo es una combinación compleja y misteriosa de materiales orgánicos; Cada uno de estos materiales orgánicos está compuesto a su vez por elementos inorgánicos más simples. Algunos de estos elementos inorgánicos más simples, por sí solos, es decir, sin formar parte de compuestos orgánicos, son necesarios para que ocurran procesos vitales y la vida ocurra. Ejemplos de esto son el agua y el oxígeno.
Así, los materiales inorgánicos compiten dos veces para hacer posible la vida; Primero, forman parte de los materiales orgánicos que componen la materia o el cuerpo de un organismo vivo; segundo, facilitan, sostienen y facilitan la vida de ese organismo vivo. La materia inorgánica no solo es una parte integral del cuerpo o materia de un organismo vivo, sino que también facilita, promueve y crea el entorno en el que vive ese organismo vivo.
P. Jorge Amaro, IMC
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