Por Que Toda a Vida é Baseada em Carbono e Não em Silício? 3 Fatores Incríveis!

desde a imponente árvores sequoia até a mente mais brilhante da história humana passando por um fungo incrivelmente venenoso até a menor bactéria existe uma ligação unindo todos os seres vivos em nosso planeta somos todos construídos a partir do carbono tal a importância desse elemento que uma disciplina inteira da química é dedicada a ele a química orgânica porém surge a questão porque essa preferência não é o mais abundante do nosso planeta este título pertence ao oxigênio e nem o mais estável como Hélio no entanto está presente em cada Cantinho das nossas células ainda que represente menos

de 1% da atmosfera oceanos e crosta terrestre o carbono forma 20% da nossa Constituição física porque então a vida optou por investir de forma tão intensa e um elemento como carbono quando havia disponível uma gama de outros elementos em quantidade superior como oxigênio o silício ou ainda o nitrogênio que perfaz 78% da nossa atmosfera Olá eu sou o Samuel o seu anfitrião e seja bem-vindo a mais um vídeo do ciência narrada Neste vídeo vamos descobrir a razão pela qual toda a vida aqui na terra é baseada em carbono a tabela periódica possui 94 elementos naturais

Então por que a vida escolheu se basear no carbono e não em qualquer um dos outros com o Antônio vasta Gama de opções à disposição a explicação reside em três fatores chave complexidade abundância e estabilidade inicialmente é a complexidade o carbono é capaz de formar estruturas moleculares complexas algo indispensável para a química complexa que sustenta a vida mas o que torna o carbono tão especialista nessa tarefa para desvendar esse Enigma precisamos mergulhar nos domínios da física mas especificamente na mecânica quântica esta nos ensina que certas configurações eletrônicas são mais estáveis do que outras sendo as

mais estáveis pertencentes aos gases nobres localizados a Extrema direita da tabela periódica possuindo uma camada externa de elétrons completa esses elementos são extremamente estáveis e consequentemente pouco reativos a energia que impulsiona a química é em sua essência um esforço constante para alcançar o estado mais eficiente em termos energéticos de um sistema o qual é frequentemente o estado de energia mais baixa muitas vezes esse estado de menor energia é atingido quando um átomo preenche completamente sua camada eletrônica mais externa similar aos gases nobres certo os átomos consegue alcançar esse objetivo compartilhando seus elétrons com outros átomos

formando o que conhecemos como ligações covalentes a tabela periódica está organizada De tal modo que através da coluna na qual se localizam elemento podemos deduzir o número máximo de ligações que tal elemento é capaz de formar com outros iniciando pelo lado esquerdo da tabela o primeiro grupo de elementos pode formar no máximo uma ligação a segunda coluna pode formar duas ligações e a terceira três este padrão se mantém até a quarta coluna capaz de formar até quatro ligações a partir daí o número máximo de ligações diminui progressivamente com a quinta coluna formando no máximo três

ligações a cesta duas a sétima uma até chegarmos a coluna mais à direita que não forma a ligações uma vez que os gases nobres que a compõem já estão em seu estado mais estável um detalhe crucial assinotar é que o carbono pertence ao grupo de elementos capazes de formar o número máximo de ligações o carbono possui seis elétrons no total quatro dos quais estão em sua camada mais externa para preencher completamente essa camada ele necessita de mais quatro elétrons totalizando 8 tal como o gás nobre neônio assim o carbono pode compartilhar até quatro elétrons adicionais

de outros para formar ligações covalentes tornando-se mais estável essa capacidade confere ao Carbono uma versatilidade sem Paralelos pense em uma corrente cujo Zelos pudessem ser conectados em quatro direções ao invés de duas a criação de estruturas torna-se substancialmente mais fácil cada átomo de carbono possui a capacidade de formar uma ligação forte e duradoura ou até quatro outros átomos incluindo átomos de carbono tal propriedade possibilita ao carbono na formação de moléculas complexas um requisito para as reações químicas sofisticadas necessárias à Vida as moléculas à base de carbono podem formar longas cadeias de polímeros não repetitivos podem

formar Anéis estruturais e podem estabelecer ligações simples duplas ou triplas com outros elementos resultando em Milhões de configurações possíveis esta característica torna o carbono hábito a participar de um vaso Universo de processos químicos Ele pode com facilidade formar longas cadeias de polímeros estáveis que são capazes de carregar uma grande quantidade de informação como é o caso do DNA o DNA final é responsável por armazenar todas as informações que compõem os seres vivos incluindo nós mesmos os quatro blocos de construção do DNA são estruturas complexas e o carbono servindo como uma espécie de espinha dorsal consegue

lidar com essa complexidade outros elementos não exibem o mesmo nível de interesse por exemplo o oxigênio o elemento mais abundante na terra pode formar apenas duas ligações ou seja uma vez que ele se liga a dois outros átomos aí acaba ele não consegue formar estruturas complexas e intrigantes como carbono pode o boro que tem a capacidade de formar 13 ligações seriam candidato interessante mas sua extrema Raridade na terra o torna pouco acessível para ser escolhido com uma espinha dorsal da vida isso nos conduz ao segundo aspecto que faz do carbono O Escolhido pela vida sua

abundância o carbono não é apenas versátil é também copioso se observarmos o cinco elementos mais abundantes em nosso sistema solar Veremos em ordem de disponibilidade hidrogênio Hélio oxigênio carbono e nitrogênio se analisarmos os cinco elementos mais abundantes no corpo humano veremos oxigênio carbono hidrogênio nitrogênio e cálcio dessa forma percebemos que quatro dos cinco principais elementos do sistema solar também estão entre os cinco principais constituintes do corpo humano isso nos oferece mais uma pistas sobre o porquê da vida se basear no carbono há uma grande quantidade dele no universo é bastante abundante é mais fácil construir

algo quando se tem uma vasta quantidade do Material necessário Não é possível construir um castelo se não há tijolo suficientes aqui pode se questionar considerando que a abundância importante Existe uma grande quantidade de silício que também pode formar quatro ligações ou de nitrogênio que pode formar apenas três õem 78% da nossa atmosfera isso nos direciona ao terceiro fator na escolha do elemento mais apropriado para a vida pela natureza a estabilidade das ligações conforme mencionei anteriormente a estrutura da Tabela Periódica opera como uma Regra geral todos os elementos em cada coluna partilham propriedades gerais semelhantes o

carbono é o elemento mais leve do grupo 14 ou 4 dependendo de como você conta portanto seria de se esperar que elementos correlatos como silício germânico tivessem propriedades químicas similares o silício sendo próximo elemento mais leve na coluna tem sua posição na tabela periódica indicando que assim como carbono possui quatro elétrons de Valência isso implica que ele também pode formar quatro ligações covalentes cada molécula formada de carbono pode ter uma similar com o silício ocupando o seu lugar a diferença principal entre o silício e o carbono é que o silício possui seus elétrons desemparelhados mais

distantes de seu núcleo a terceira camada enquanto os elétrons do carbono estão na segunda camada mais próximo do núcleo isso resulta em uma ligação mais fraca dos elétrons do Silício com seu núcleo a consequência disso é que quando o silício se liga a outros átomos incluindo a ele mesmo as ligações formadas são mais fracas e portanto menos estáveis para dar uma noção numérica a força de ligação silício silício é de 196 enquanto as ligações carbono carbono são mais fortes em 334 [Música] este fator de força de ligação é também um dos motivos pelos quais o

nitrogênio não se adequam perfeitamente como base para química orgânica uma vez que sua força de ligação é aproximadamente metade da do carbono não é possível construir um edifício com a fundação de papel a sustentação estrutural precisa ser forte o suficiente para suportar as paredes janelas e portas o mesmo se aplica as moléculas orgânicas a estrutura Central precisa ser resistente o suficiente para resistir as condições em que outras partes da molécula rompem suas ligações e reagem quimicamente com outras moléculas assim a coluna vertebral composta por ligações carbono carbono precisa ser robusta o suficiente para aguentar as

condições em que outras partes da molécula possam se fragmentar ou reagir quimicamente essa força e estabilidade da estrutura Central permitem que a molécula continue funcional mesmo quando outras partes se modificam ou interagem com outras substâncias uma estrutura molecular feita de nitrogênio ou silício se desintegraria com mais facilidade portanto se retornarmos a tabela periódica E focar nos nas três primeiras fileiras de elementos e excluir os elementos químicos que não reagem facilmente e aqueles que não podem formar mais do que duas ligações restam-nos carbono nitrogênio e silício agora ao eliminarmos os elementos que não conseguem formar ligações

robustas com seus semelhantes para criar uma estrutura molecular resistente nos deparamos essencialmente apenas com carbono o carbono se destaca como a melhor opção porque possui uma combinação única é abundante tem a capacidade de formar estruturas complexas e estabelecer ligações estáveis com outros átomos de carbono Portanto o carbono é especialmente apropriado para a vida devido a sua abundância capacidade de formar moléculas complexas e manter as alegações entre os átomos de carbono não há nada que nos proíbe de especular sobre seres vivos em outros planetas que não sejam baseados em carbono como nós mas talvez em silício

germânio estanho ou até mesmo chumbo no entanto quanto mais pesados os elementos menos comuns eles se tornam e por isso é menos provável que haja vida a partir deles até o momento não encontramos vestígios de vida em nenhum outro lugar além do nosso planeta talvez a vida seja um fenômeno bastante raro no universo e apesar da disponibilidade de vários elementos só as reações químicas entre eles que realmente funcionam a existência da vida se vocês gostaram e querem ver mais conteúdo assim com vidro a se inscrever no canal e deixar sua curtida sua inscrição é fundamental

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