Fosforo

Rol biológico Los compuestos de fósforo intervienen en funciones vitales para los seres vivos, por lo que está considerado como un elemento químico esencial. El fósforo, por ejemplo, como molécula de Pi («fosfato inorgánico»), forma parte de las moléculas de ADN y ARN, las células lo utilizan para almacenar y transportar la energía mediante el adenosín trifosfato. Además, la adición y eliminación de grupos fosfato a las proteínas, fosforilación y desfosforilación, respectivamente, es el mecanismo principal para regular la actividad de proteínas intracelulares, y de ese modo el metabolismo de las células eucariotas tales como los espermatozoides.

Fosforescencia La Fosforescencia es el fenómeno en el cual ciertas sustancias tienen la propiedad de absorber energía y almacenarla, para emitirla posteriormente en forma de luz. El mecanismo físico que rige este comportamiento es el mismo que para la fluorescencia, no obstante la principal diferencia con ésta es que hay un retraso temporal entre la absorción y la reemisión de los fotones de energía. En la fosforescencia, las sustancias continúan emitiendo luz durante un tiempo mucho más prolongado, aún después del corte del estímulo que la provoca, ya que la energía absorbida se libera lenta (incluso muchas horas después) y continuamente. Este fenómeno es aprovechado en aplicaciones tales como la pintura de las manecillas de los relojes, o en determinados juguetes que se iluminan en la oscuridad. Igual que en el caso de la fluorescencia existen ciertos minerales que también tienen propiedades fosforescentes. Éstos son minerales muy extraños y raros de encontrar, pero muy espectaculares dado que el tener fosforescencia implica que también tienen fluorescencia. Su luminiscencia viene dada, en general, por la presencia de iones de elementos de las tierras raras en su estructura. Cabe destacar por ejemplo la willemita, cuya fosforescencia es verde y viene dada por la presencia de arsénico en su estructura. La presencia del arsénico es muy pequeña y eso hace que se considere como una impureza. Sin embargo, no todas las willemitas tienen fosforescencia, pues según su zona de formación, si ésta no es rica en arsénico no contendría este elemento como impureza y no haría fosforescencia.

Radiación ultravioleta

Lámpara fluorescente de luz ultravioleta. La radiación ultravioleta no es visible; sin embargo, muchas de las lámparas ultravioletas emiten marginalmente parte de su luz en la zona adyacente del espectro visible, con lo que se observan de un color violeta. Se denomina radiación ultravioleta o radiación UV a la radiación electromagnética cuya longitud de onda está comprendida aproximadamente entre los 400 nm (4x10-7 m) y los 15 nm (1,5x10-8 m). Su nombre proviene de que su rango empieza desde longitudes de onda más cortas de lo que los humanos identificamos como el color violeta. La solubilidad es una medida de la capacidad de una determinada sustancia para disolverse en otra. Puede expresarse en moles por litro, en gramos por litro, o en porcentaje de soluto; en algunas condiciones se puede sobrepasarla, denominándose a estas soluciones sobresaturadas. El método preferido para hacer que el soluto se disuelva en esta clase de soluciones es calentar la muestra. La sustancia que se disuelve se denomina soluto y la sustancia donde se disuelve el soluto se llama disolvente. No todas las sustancias se disuelven en un mismo solvente, por ejemplo en el agua, se disuelve el alcohol y la sal. El aceite y la gasolina no se disuelven. En la solubilidad, el carácter polar o apolar de la sustancia influye mucho, ya que, debido a estos la sustancia será más o menos soluble; por ejemplo, los compuestos con más de un grupo funcional presentan gran polaridad por lo que no son solubles en éter etílico. Entonces para que sea soluble en éter etílico ha de tener escasa polaridad, es decir no ha de tener más de un grupo polar el compuesto. Los compuestos con menor solubilidad son los que presentan menor reactividad como son: las parafinas, compuestos aromáticos y los derivados halogenados. El término solubilidad se utiliza tanto para designar al fenómeno cualitativo del proceso de disolución como para expresar cuantitativamente la concentración de las soluciones. La solubilidad de una sustancia depende de la naturaleza del disolvente y del soluto, así como de la temperatura y la presión del sistema, es decir, de la tendencia del sistema a alcanzar el valor máximo de entropía. Al proceso de interacción entre las moléculas del disolvente y las partículas del soluto para formar agregados se le llama solvatación y si el solvente es agua, hidratación.

Agente para pantallas de humo A relación de su peso, el fósforo blanco es el más efectivo agente para crear pantallas de humo por dos razones: 1. Absorbe la mayoría del área de apantallamiento de la atmósfera circundante. 2. Las partículas de humo son como un aerosol, una niebla de gotitas líquidas que están cerca del tamaño ideal para la dispersión Mie de la luz visible. Este efecto ha sido comparado con el de un vidrio traslucido: la nube de humo no oculta la imagen sino que la distorsiona. También absorbe la radiación infrarroja. Cuando el fósforo arde en el aire, al principio forma pentaóxido de difósforo: P4 + 5 O2 → P4O10 Sin embargo, el pentaóxido es extremadamente higroscópico y con rapidez absorbe incluso las menores trazas de humedad para formar gotas líquidas de ácido fosfórico: P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4 (también forma polifosfatos como el ácido pirofosfórico, H4P2O7) Mientras que al átomo del fósforo tiene una masa atómica de 31, una molécula de ácido fosfórico tiene una masa molecular de 98, la nube tiene un 68% de la masa gracias a la atmósfera. En otras palabras, se obtiene 3,2 kg de humo por cada kilogramo de fósforo blanco utilizado. Sin embargo puede continuar absorbiendo más agua; tanto el ácido fosfórico como varios ácidos polifosfóricos son higroscópicos. Pasando el tiempo, las diminutas gotas continuarán absorbiendo más agua, aumentando su tamaño y más diluidas, hasta alcanzar el equilibrio con la presión del vapor de agua local. En la práctica las gotitas consiguen un rango de tamaños muy conveniente para dispersar la luz visible, que luego empezará a dispersarse debido al viento u otros factores. Debido a la gran eficacia del humo de fósforo blanco, satisface particularmente para usos donde el peso es una gran restricción, como granadas de mano y bombas de mortero. Una ventaja adicional para las granadas de humo -que probablemente son utilizadas para emergencias- es que las nubes de humo se forman en una fracción de segundo. Como el fósforo blanco es también pirofórico (una sustancia que arde espontáneamente), la mayoría de las municiones de este tipo tiene un mecanismo simple para abrir la cápsula y esparcir el fósforo al aire, donde arden dejando un rastro de humo espeso. El aspecto de esta formación nebulosa es fácil de reconocer: se ve una lluvia de partículas ardiendo esparciéndose, seguidas muy de cerca por las trazas de humo blanco, que rápidamente se unen en una nube de blanco puro. Ya que el humo del fósforo blanco se forma de una combustión a altas temperaturas, los gases de la nube son calientes y tienden a elevarse. En consecuencia, la pantalla de humo se levanta del terreno y forma "pilares" aéreos de humo que tiene poco uso de apantallamiento. Algunos países han comenzado a utilizar fósforo rojo como sustituto. El fósforo rojo, "RP", arde a una temperatura menor que el fósforo blanco y elimina algunas desventajas, pero ofrece la misma eficacia por peso.

Reacciones generales En contacto con sustancias oxidantes se transforma, con una reacción muy violenta y a veces explosiva, en pentóxido de fósforo, formando un humo blanco. El fósforo rojo se forma del fósforo blanco a 250 - 270 ºC o fuerte irradiación con luz. Puede ser reconvertido en fósforo blanco por calentamiento en condiciones inertes, por ejemplo, bajo una capa de aceite. Aunque se trata de la forma de fósforo producida en mayores cantidades industrialmente se sabe poco de su estructura molecular. Probablemente se trata de un polímero con estructuras parciales en capas parecidas a las encontradas en el fósforo de Hittdorf, donde todos los átomos de fósforo están unidos a tres otros átomos del mismo elemento.

Aplicaciones En química el fósforo es utilizado en algunas reacciones como agente reductor. Por ejemplo, en presencia de trazas de yodo como catalizador es capaz de reducir clorosulfonatos en mercaptanos. También es un importante compuesto de partida para la síntesis de diversos compuestos de este elemento, desde el tricloruro de fósforo, el pentacloruro de fósforo hasta subsecuentemente las fosfinas, etc. También se utiliza en las cerillas, donde produce la ignición de las mismas en contacto con clorato de potasio.

Tetraedro regular

Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3sforo _rojo" Un tetraedro regular es un poliedro formado por cuatro caras que son triángulos equiláteros, y cuatro vértices en cada uno de los cuales concurren tres caras. Es uno de los cinco poliedros perfectos llamados sólidos platónicos. Además es uno de los ocho poliedros convexos denominados deltaedros. Aplicándole la nomenclatura estándar de los sólidos de Johnson podría ser denominado pirámide triangular. Para la escuela pitagórica el tetraedro representaba el elemento fuego, puesto que pensaban que las partículas (átomos) del fuego tenían esta forma. Un tetraedro regular es un poliedro formado por cuatro caras que son triángulos equiláteros, y cuatro vértices en cada uno de los cuales concurren tres caras. Es uno de los

Grupo Número de caras

Sólidos platónicos 4

Polígonos que forman

Triángulos

las caras

equiláteros

Número de aristas

6

Número de vértices

4

Caras concurrentes 3 en cada vértice Vértices contenidos 3 en cada cara Grupo de simetría

Tetraédrico (Td) Tetraedro

Poliedro conjugado (autoconjugado)

cinco poliedros perfectos llamados sólidos platónicos. Además es uno de los ocho poliedros convexos denominados deltaedros. Aplicándole la nomenclatura estándar de los sólidos de Johnson podría ser denominado pirámide triangular. Para la escuela pitagórica el tetraedro representaba el elemento fuego, puesto que pensaban que las partículas (átomos) del fuego tenían esta forma.

Cálculo de dimensiones fundamentales Exclusivamente a partir de la arista a se pueden calcular el resto de las dimensiones fundamentales de un tetraedro regular. Así, para las esferas singulares del tetraedro: •

Radio R de la esfera circunscrita al tetraedro (la que contiene en su superficie los cuatro vértices del mismo):

•

Radio r de la esfera inscrita al tetraedro (la tangente a las cuatro caras del tetraedro):

•

Radio ρ de la esfera tangente a las seis aristas del tetraedro:

En un tetraedro regular cada pareja de aristas opuestas (las que no concurren en un mismo vértice) son ortogonales entre sí, siendo la mínima distancia entre ellas el segmento que une sus puntos medios, de longitud doble al radio ρ de la esfera tangente a las aristas del tetraedro. La altura H del tetraedro (apoyado el tetraedro de manera estable sobre un plano horizontal, distancia perpendicular desde el plano de apoyo al vértice opuesto):

Volumen, área y desarrollo Dado un Tetraedro regular de arista a, podemos calcular su volumen V mediante la siguiente fórmula:

Y el área total de sus caras A (que es 4 veces el área de una de ellas, Ac), mediante:

Ángulos Los ángulos planos que forman las aristas concurrentes son, como en el resto de los sólidos platónicos, todos iguales; y con un valor de 60º (π/3 rad), al constituir los ángulos interiores de un triángulo equilátero. Los ángulos diedros que forman las caras son, como en el resto de los sólidos platónicos, todos iguales, y pueden ser calculados como:

Los ángulos sólidos que forman los vértices son, como en el resto de los sólidos platónicos, todos iguales, y pueden ser calculados como:

Propiedades particulares Simetría

Un tetraedro regular tiene cuatro ejes de simetría de orden tres, las rectas perpendiculares a cada cara por el vértice opuesto de tetraedro; y seis planos de simetría, los formados por cada arista y el punto medio de la arista opuesta. Esto hace que este cuerpo tenga un orden de simetría total de 24: 2x(4x3). Los elementos de simetría anteriores definen uno de los grupos de simetría tetraédricos, el denominado Td según la notación de Schöenflies. (El tetraedro tiene también tres ejes de simetría de orden dos: las rectas que pasan por el punto medio de una arista y por el de la arista opuesta.)

Conjugación El tetraedro regular es el único sólido platónico conjugado de sí mismo (se suele denominar autoconjugado), ya que el poliedro conjugado de un tetradro de arista a es otro tetraedro de arista b, tal que:

Proyecciones Las proyecciones ortogonales de un tetraedro regular sobre un plano pueden ser: •

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Triángulos; o En particular, si el plano de proyección es paralelo a una cara, la proyección del tetraedro es un triángulo equilátero, correspondiente a una cara en verdadera magnitud. Cuadriláteros; o En particular, si el plano de proyección es paralelo a dos aristas opuestas del tetraedro, la proyección es un cuadrado, con un lado igual a la longitud de la arista del tetraedro dividida por la raíz cuadrada de dos.

Secciones Las infinitas secciones que podemos tomar de un tetraedro regular pueden resultar: •

Triángulos; o En particular, cualquier sección tomada por un plano paralelo a una de las caras del tetraedro es un triángulo equilátero.

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Cuadriláteros; o En particular, cualquier sección tomada por un plano paralelo a dos aristas opuestas es un rectángulo. o Si, además de ser paralelo a dos aristas opuestas, el plano de corte equidista de ambas, la sección resultante es un cuadrado de lado mitad de la arista del tetraedro. Como existen tres pares de aristas opuestas, un tetraedro regular se puede seccionar de esta forma por tres planos diferentes.

Composición, descomposición y maclado Es posible incluir un tetraedro regular en un cubo de tal forma que cada uno de los vértices del tetraedro coincida con un vértice del cubo, coincidiendo las aristas del tetraedro con diagonales de las caras del cubo. El volumen del cubo necesario para incluir un tetraedro en la forma descrita es el triple que el del tetraedro. Hay dos posiciones posibles para incluir los tetraedros en el cubo en esta forma; •

Las aristas de los tetraedros colocados en ambas posiciones son perpendiculares entre sí (son las diagonales cruzadas de las caras del cubo).

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Las tres secciones cuadradas de ambos tetraedros coinciden.

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El sólido conjunto (o macla) de ambas es un poliedro compuesto denominado estrella octángula de Kepler ("stella octangula").

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El sólido común de ambos es un octaedro regular de arista mitad que la de los tetraedros.

No es posible rellenar el espacio únicamente con tetraedros regulares (aunque, parece ser, que Aristóteles así lo creía), pero sí es posible hacerlo con elementos formados por una combinación de un octaedro regular y dos tetraedros regulares. De las infinitas formas de truncar un tetraedro regular, hay dos que producen resultados singulares: •

Truncando el tetraedro con planos que pasen por el punto medio de sus aristas, obtenemos un octaedro regular.

•

Truncando el tetraedro con planos que pasen por la tercera parte de sus aristas, obtenemos un sólido arquimediano que toma el nombre genérico de tetraedro truncado.

Un tetraedro no puede ser estelado, puesto que todas las intersecciones entre los planos de las caras del tetraedro son aristas del tetraedro.

Los tetraedros en la naturaleza y en la técnica La forma tetraédrica aparece en la naturaleza en ciertas moléculas de enlace covalente. La más común de ellas es la molécula de metano (CH4), en la que los cuatro átomos de hidrógeno se sitúan aproximadamente en los cuatro vértices de un tetraedro regular del que el átomo de carbono es el centro. Existen también estructuras cristalinas naturales de forma tetraédrica. A pesar de ser el tetraedro un poliedro de forma simple y totalmente regular no existen muchos objetos de uso común basados en su forma. Como medio de almacenamiento es una forma desastrosa: no es posible rellenar el espacio con ella, que sería la forma de no desperdiciar volumen entre las piezas; tampoco resulta fácilmente apilable al no tener caras paralelas; y, además, es muy ineficaz: para contener un litro de producto son necesarios más de 7,2 dm² de "pared", mientras que utilizando un cubo con 6 dm² es suficiente. A pesar de todos estos inconvenientes, la empresa sueca Tetra Pak desarrolló un envase de cartón metalizado en forma tetraédrica en la década de 1950, únicamente porque su fabricación resultaba singularmente sencilla: bastaba con enrollar una hoja de papel formando un cilindro, para después aplastar sus dos extremos, pero en direcciones perpendiculares, logrando con ello un tetraedro. En cualquier posición que sea apoyado un tetraedro, uno de sus vértices queda vertical hacia arriba. Por este motivo se basa en su forma la fabricación de ciertos modelos de elementos móviles de balizamiento de carreteras ya que, al ser indiferente la posición en la que se apoyen, su colocación es rápida y sencilla, y no pueden ser derribados por los vehículos. Es una forma sencilla con gran facilidad para trabarse y engancharse, puesto que sus vértices son muy agudos y dirigidos en las cuatro direcciones. Por este motivo se busca su forma en elementos cuya principal función sea engancharse, como las anclas de barco (en esquema, un ancla está formada por las dos aristas opuestas de un tetraedro unidas por su perpendicular), o trabarse entre sí, como las escolleras de hormigón armado para defensa contra el oleaje. Existen al menos tres modelos de uso frecuente basados en la forma de un tetraedro regular: •

Los tetrápodos, formados por cuatro troncos de cono colocados según las alturas de un tetraedro regular, entre sus vértices y su centro.

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Los doloses (plural de dolos), diseñados por el ingeniero Eric M. Merrifield, formados por tres piezas rectas, dos materializando las aristas opuestas de un tetraedro regular y una tercera uniéndolas por su perpendicular.

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Los akmon (yunque), desarrollados en el Laboratorio de Hidráulica de Delf (Países Bajos), de forma similar a los doloses, pero más robusta.

A principios del siglo XX Alexander Graham Bell, inventor del teléfono, experimentó intensamente con cometas, con el fin de desarrollar el vuelo tripulado con vehículos más pesados que el aire, y llegó tras una serie de experimentos a esta forma. Las cometas tetraédricas están compuestas de múltiples celdas con forma de tetraedro, en el que se materializan únicamente dos de sus caras. Llegó a construir cometas enormes, formadas por un gran número de estas celdas. En 1907 construyó una de 3.393 celdas que arrastró con un

barco de vapor, siendo capaz de elevarla 50 m con un tripulante a bordo. Intentó después otras construcciones aún más grandes, y equipadas con motor... pero no dieron el resultado deseado. A los motores les faltaba potencia y las construcciones resultaban frágiles en exceso, por lo que abandonó el proyecto, dedicándose a otras actividades. La sonda espacial Mars Pathfinder de la NASA también tuvo forma de tetraedro, cuyas caras se abrieron como pétalos al amartizar, el 4 de julio de 1997, para permitir la salida del robot Sojourner que llevaba en su interior. Otro objeto habitual de forma tetraédrica son los dados de cuatro caras (d4) utilizados en algunos juegos de rol. Al no mostrar estos dados una cara hacia arriba, suelen llevar marcado el valor de la tirada en los vértices o en la base. El fósforo negro fue preparado por vez primera por P. W. Bridgman al tratar el fósforo blanco a elevadas presiones (13.000 kg/cm3 ) a 200° C. Es la forma más estable; es conductor de la electricidad. El fósforo en estado de vapor presenta moléculas tetraatómicas P4, con una estructura tetraédrica. Por encima de 1.000° C se encuentra ya parcialmente disociado en moléculas diatómicas P. El fósforo en estado líquido se obtiene tanto como por condensación del vapor como por fusión de cualquiera de sus formas sólidas. Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3sforo_negro" El ácido desoxirribonucleico, frecuentemente abreviado como ADN (y también DNA, del inglés DeoxyriboNucleic Acid), es un ácido nucleico que contiene las instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y el funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos y algunos virus. El papel principal de las moléculas de ADN es el de ser portador y transmisor entre generaciones de información genética. El ADN a menudo es comparado a un manual de instrucciones, ya que este contiene las "instrucciones" para construir otros componentes de las células, como moléculas de ARN y proteína. Los segmentos de ADN que llevan esta información genética se llaman genes, aunque otras secuencias de ADN tienen funciones estructurales o están implicadas en la regulación del empleo de esta información genética; de esta manera, el ADN adopta un papel multifuncional y básico. Químicamente, el ADN es un largo polímero de unidades simples llamadas nucleótidos con un armazón hecho de azúcares y grupos de fosfato unidos alternativamente entre sí mediante enlaces de tipo éster. Conectado a cada azúcar se encuentran cada uno de los cuatro tipos de moléculas llamadas bases nitrogenadas. La disposición secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la cadena es la que codifica la información. Esta información es leída usando el código genético, que especifica la secuencia de los aminoácidos de las proteínas. El código es interpretado copiando los tramos de ADN en un ácido nucleico relacionado, el ácido ribonucleico (ARN), en un proceso llamado transcripción. Dentro de las células, el ADN está organizado en estructuras llamadas cromosomas. Estos cromosomas se duplican antes de que las células se dividan, en un proceso llamado replicación de ADN. Los organismos Eukaryota (animales, plantas, y hongos) almacenan la inmensa mayoría de su ADN dentro del núcleo celular y una mínima parte en los organánulos celulares mitocondrias, y en los cloroplastos en caso de tenerlos; mientras que en procarióticas (las bacterias y archaeas) se encuentra en el citoplasma de la célula. Las

proteínas cromáticas como las histonas comprimen y organizan el ADN dentro de los cromosomas. Estas estructuras compactas dirigen las interacciones entre el ADN y otras proteínas, ayudando al control de las partes del ADN que son transcritas.

Estructura de un

Ácido ribonucleico El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un ácido nucleico, que forma una linea de nucleótidos, formando una larga cadena. Se ubica en las células de tipo procarionte y las de tipo eucarionte. El ARN se define también como un material genético de ciertos virus (virus ARN) y, en los organismos celulares, molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis proteica. En los virus ARN, esta molécula dirige dos procesos: la síntesis de proteínas (producción de las proteínas que forman la cápsula del virus) y replicación (proceso mediante el cual el ARN forma una copia de sí mismo). En los organismos celulares es otro tipo de material genético, llamado ácido desoxirribonucleico (ADN), el que lleva la información que determina la estructura de las proteínas. Pero el ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN para transferir esta información vital durante la síntesis de proteínas (producción de las proteínas que necesita la célula para sus actividades y su desarrollo).

Como el ADN, el ARN está formado por una cadena de compuestos químicos llamados nucleótidos. Cada uno está formado por una molécula de un azúcar llamado ribosa, un grupo fosfato y uno de cuatro posibles compuestos nitrogenados llamados bases: adenina, guanina, uracilo y citosina. Estos compuestos se unen igual que en el ácido desoxirribonucleico (ADN). El ARN se diferencia químicamente del ADN por dos cosas: la molécula de azúcar del ARN contiene un átomo de oxígeno que falta en el ADN; y el ARN contiene la base uracilo en lugar de la timina del ADN. El ARN es transcrito desde el ADN por enzimas llamadas ARN polimerasas y procesado en el transcurso por muchas más proteínas. El uracilo, aunque es muy diferente, puede formar puentes de hidrógeno con la adenina, lo mismo que la timina lo hace en el ADN. El porqué el ARN contiene uracilo en vez de timina es actualmente una pregunta sin respuesta.

Flujo de la información genética El material genético de las células se encuentra en forma de ADN. Dentro de las moléculas de ADN se encuentra la información necesaria para sintetizar las proteínas que utiliza el organismo; pero el proceso no es lineal, es bastante complejo. El ADN no se traduce directamente en proteínas. En las células eucariotas el ADN se encuentra encerrado en el núcleo. La síntesis de ADN se hace en el núcleo, así como también la síntesis de ARN, pero la síntesis de proteínas ocurre en el citoplasma. El mecanismo por el cual la información se trasvasa desde el núcleo celular al citoplasma es mediante la trascripción del ARN a partir del ADN y de la traducción de proteínas a partir de ARN.

ARN, el mensajero Parte del ADN se transcribe en ARN. El ARN va como un mensajero al citoplasma y allí el ribosoma es el lugar físico para la traducción de los genes a proteínas.

Adenosín trifosfato

Trifosfato de Adenosina (ATP) El trifosfato de adenosina (ATP) o adenosín trifosfato es una molécula que consta de un grupo reducido de enlaces ionicos en las composiciones genéticas del ADN y ARN. Este enlace permite que se separen los enlaces glucocídicos que forman parte de las proteinas empaquetadas y enviadas a los cloroplastos para producir energía y llevar a cabo el metabolismo. Su fórmula es C10H16N5O13P3.

Razones químicas de la tendencia a la hidrólisis del ATP Las razones químicas de esa tendencia son tres: 1. Energía de estabilización por resonancia: viene dada por la deslocalización electrónica, es decir, que debido a la distinta electronegatividad entre el P y el O, existe un desplazamiento de los electrones de los dobles enlaces hacia el O. En el enlace doble tienen cierto carácter de sencillo y viceversa. Pues bien, la energía de estabilización por resonancia es más alta en los productos de hidrólisis que en el ATP. Esto se debe fundamentalmente a que los electrones π (los puntos rojos en los O) de los oxígenos puente entre los P son fuertemente atraídos por los grupos fosfóricos. La competencia por los electrones π crea una tensión en la molécula; ésta es evidentemente menor (o está ausente) en los productos de hidrólisis. Por lo tanto, hay mayor energía de estabilización por resonancia en los productos de hidrólisis. 2. Tensión eléctrica entre las cargas negativas vecinas existente en el ATP (las flechas entre los O de los Pi). Esa tensión es evidentemente menor en los productos de hidrólisis. 3. Solvatación: la tendencia natural es hacia una mayor solvatación. La energía de solvatación es mayor en los productos de hidrólisis que en el ATP. En la célula existen muchos enlaces de alta energía, la mayoría de los cuales son enlaces fosfato. El ATP ocupa una posición intermedia entre los fosfatos de alta energía. Una de las más importantes funciones del ATP es dar el paso para que ingresen las sustancias a la celula

Fosforilación La fosforilación es uno de los principales partícipes en los mecanismos de regulación de las proteínas. En bioquímica, es la adición de un grupo fosfato (PO43–) a una proteína o cualquier otra molécula, en general pequeña. Su papel predominante en la bioquímica lo convierte en un importante objeto de investigación (la base de datos de Medline devuelve alrededor de 100.000 artículos sobre el tema), sobre todo en la fosforilación de proteínas.

Fotofosforilación Se refiere al proceso de formación del ATP durante la fotosíntesis. También se conoce como fosforilación fotosintética. La energía luminosa excita y desplaza electrones de la clorofila y otros pigmentos presentes en las plantas. La energía asociada con los electrones excitados se almacena en el ATP en un proceso que produce ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico.

Fosforilación oxidativa La oxidación del alimento durante la respiración libera energía química potencial que es utilizada para sintetizar ATP. El proceso implica la fosforilación oxidativa de moléculas alimenticias como glucosa, ácidos grasos o glicerina (las más comunes). Las moléculas son

descompuestas durante una serie de reacciones, y la energía liberada en ciertos estadios del proceso es utilizada para producir ATP en reacciones de fosforilación. Un espermatozoide es una célula haploide que constituye el gameto masculino en los animales. Los espermatozoides se forman en el interior de los testiculos. Las paredes de estos túbulos se encuentran tapizadas de espermatogonias, las cuales se dividen primero mitóticamente y luego por meiosis para originar las células haploides, llamadas espermátidas, que, por diferenciación (espermiogénesis), se convierten finalmente en espermatozoides. Los espermatozoides —a veces denominados «espermios»— fueron distinguidos por primera vez en 1679 por Antoni van Leeuwenhoek, inventor de los primeros microscopios potentes.

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Apatita

Apatita La apatita es un mineral con cristales hexagonales y dureza 5 en la escala de Mohs. Su composición química aproximada es Ca5(PO4)3(F,Cl,OH). El color es variable aunque predominan los cristales incoloros, de color parduzco o verdoso.

Yacimientos

La apatita se encuentra en vetas hidrotermales, permatitas y caliza metamórfica además de sedimentos donde se produce a partir de depósitos orgánicos. Uno de los mayores yacimientos se encuentra en Marruecos. La presencia de apatito en Logrosán, Extremadura es conocida desde antiguo. Cuenta la tradición que en el Cercón de las Brujas se celebraban aquelarres en los que se arrojaban al fuego unos polvos blancos que emitían destellos fluorescentes. Sea leyenda o realidad, lo cierto es que, la fama de este mineral traspasó nuestras fronteras ya que las muestras con las que Proust definió por primera vez el fluorapatito, en 1781, procedían de este paraje. Con el desarrollo de la industria de fertilizantes en Europa durante el siglo XIX, se creó una gran demanda de minerales fosfatados. En consecuencia, este yacimiento fue objeto de numerosos estudios e intentos de aprovechamiento. El esmalte de nuestros dientes y una parte de los huesos es formada por apatita.

Variedades •

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Fluoro-apatita (Ca5(PO4)3F); es el principal mineral del esmalte de los dientes. Resiste mejor los ataques de los ácidos que la apatita normal. Por esto se añaden fluoruros a las pastas de dientes que pueden intercambiar los grupos hidroxilo por flúor. Hidroxi-apatita (Ca5(PO4)3OH); el principal mineral de los huesos. Se puede fabricar artificialmente según el proceso de Tiselius a partir de cloruro de calcio (CaCl2 y fosfato de disódio (Na2HPO4) y se utiliza en la separación cromatográfica de las proteínas.

Necrosis La necrosis (del griego: Νεκρός. Pronunciación aproximada: nekrós. Significado: muerte) es la muerte patológica de un conjunto de células o de cualquier tejido del organismo, provocada por un agente nocivo que ha provocado una lesión tan grave que no se puede reparar o curar como por ejemplo el aporte insuficiente de sangre al tejido o isquemia, un traumatismo, la exposición a la radiación ionizante, por la acción de sustancias químicas o tóxicos, por una infección, o por el desarrollo de una enfermedad autoinmune o de otro tipo. Una vez que se ha producido y desarrollado la necrosis, es irreversible. Es una de las dos expresiones morfologicas reconocidas de muerte celular dentro de un tejido vivo.

Lesión celular La célula tiene una extraordinaria capacidad de adaptación. Cuando un agente externo o interno altera en gran parte su fisionomía sobrepasando los límites de dicha adaptabilidad, surge la lesión celular que puede ser reversible o irreversible.

Causas de lesión •

Isquemia e hipoxia

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Traumatismo Sustancias químicas Agentes infecciosos Variaciones térmicas Radiaciones ionizantes Agentes inmunológicos Alteraciones genéticas

Adaptación celular Ante diversos estímulos la célula experimenta unos cambios que le sirven para adecuarse a la situación. Estos cambios son: •

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Atrofia: disminución del tamaño del órgano por una deficiente estimulación (es lo que le ocurre por ejemplo al cuádriceps cuando un paciente está encamado un largo periodo de tiempo) Hipertrofia: situación contraria en la que aumenta el tamaño del órgano por sobreestimulación, esta hipertrofia deriva de un aumento en el tamaño de las células que forman el tejido y no se trata de un aumento de su número. La hipertrofia puede ser fisiológica (músculos de un atleta) o patológica Hiperplasia: en este caso si aumenta el número de células en el órgano, haciendo que aumente su tamaño, también puede ser resultado de un proceso fisiológico (aumento del tamaño de las mamas durante la lactancia) o de un proceso patológico (aumento del endometrio por estimulación hormonal excesiva derivada de la existencia de un tumor ovárico). Metaplasia: cambio de un tejido por otro. Es el resultado generalmente de una agresión, cabe destacar la metaplasia de epitelio respiratorio por otro de tipo malpigiano en las personas fumadoras. El tejido epitelial cambia para adaptarse a la agresión que supone el humo. El riesgo de la metaplasia estriba en que este tejido se hace mucho más susceptible de malignización

Muerte Celular Cuando todos los mecanismos de adaptación y de resistencia se han agotado sobreviene la muerte celular La célula puede morir de dos formas diferentes: •

Necrosis: se produce por lesión aguda de la célula en condiciones patológicas, es decir, derivada de alguna situación no fisiológica que produce la muerte celular (podemos denominarlo asesinato). La necrosis se caracteriza por su violencia, la célula se rompe al exterior liberando sustancias que son dañinas para el tejido en el que está. Los cambios típicos de una célula necrótica son: picnosis, cariorrexis y cariolisis. Dependiendo del mecanismo lesional existen varios tipos de necrosis: o Necrosis coagulativa: se produce a causa de isquemia tisular que genera una coagulación de las proteínas intracelulares, haciéndola inviable (es lo que se produce por ejemplo en el infarto agudo de miocardio). La zona de necrosis es sustituida por tejido fibroso

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Necrosis con licuefacción: en este caso se produce una autólisis rápida que hace que la zona necrosada quede licuada. Es típico del sistema nervioso central Necrosis grasa  Traumática: no es habitual, se produce por un traumatismo que sobrepasa las capacidades de adaptación celular  Enzimática: se produce cuando enzimas digestivas (lipasas, proteasas, etc) se liberan al medio sin control, o se activan en un lugar no apto. Ocurre esto por ejemplo en las pancreatitis, dónde el "estancamiento" producido por obstrucción del conducto de Wirsung hace que las enzimas digestivas pancreáticas se activen dentro de él. Necrosis caseificante: es la necrosis producida típicamente en la tuberculosis por el bacilo de Koch, donde encontramos imágenes de "casium" a nivel macroscópico.

Cuando los productos de la necrosis son colonizados por gérmenes, generalmente bacterias se produce la putrefacción con el desprendimiento de un olor desagradable característico por la descomposición de las grasas y proteínas. •

Apoptosis o Apobiosis: muerte celular programada. En este caso una serie de acontecimientos fisiológicos o patológicos generan unos cambios bioquímicos en la célula y ésta "decide" su propia muerte, de una forma ordenada, disgregándose en pequeñas vesículas que serán fagocitadas por los macrófagos y sin mayor repercusión para el tejido en cuestión (podríamos denominarla suicidio)

Fosfina

La fosfamina o fosfina (PH3) es un gas incoloro, inflamable, que explota a temperatura ambiente y que huele a ajo o a pescado podrido. Pequeñas cantidades ocurren naturalmente provenientes de la degradación de materia orgánica. Es levemente soluble en agua. La fosfamina es usada en las industrias de semiconductores y de plásticos, en la producción de un retardador de llamas y como insecticida en granos almacenados.

Propiedades Físicas y Químicas La fosfamina se llama también fosfuro de hidrógeno o hidrógeno fosforado. Es un gas incoloro, poco soluble en el agua, que se reconoce por su olor aliáceo y su gran combustibilidad. Al aire arde con llama de color blanco y muy brillante, desprendiendo vapores de ácido fosfórico, según la reacción: PH3 + 2O2 --> H3PO4 Es un poderoso reductor que se apropia del Oxígeno de muchos cuerpos para transformarse en ácido fosfórico. Por esta propiedad es extremadamente venenoso, pues deja al cuerpo humano sin oxígeno necesario. Se une con los hidrácidos para formar compuestos que son isomorfos con las sales amónicas, por ejemplo: PH3 + HCl --> H4ClP. El radical PH4+ monovalente se llama fosfonio y es parecido al amonio (NH4+).

Características • • • • • • •

Fórmula: PH3 Peso molecular: 34; Solubilidad a 15ºC: 112 cm³; Valencia del Fósforo: -3; Estado físico (a 20ºC): gas incoloro; Densidad: 1.18

Fosfina Nombre (IUPAC) sistemáticoFosfano Fosfuro de hidrógeno Trihidruro de fósforoGeneralOtros

nombresFosfamina Hidrógeno fosforadoFórmula semidesarrolladaPH3IdentificadoresNúmero CAS7803-51-2Propiedades físicasEstado de agregaciónGasAparienciaGas incoloroDensidad1.379 kg/m3; 0.001 g/cm3Masa34 uPunto de fusión139 K ( °C)Punto de ebullición185 K ( °C)Propiedades químicasSolubilidad en agua31.2 mg/100 mlKPSn/dMomento dipolar0.58 DCompuestos relacionadosOtros hidrurosAmoniaco Arsina Estibina BismutinaCompuestos orgánicosTrimetilfosfina

TrifenilfosfinaPeligrosidadNFPA 704 Temperatura de autoignición311 K (38 °C)Frases RR12, R17, R26, R34, R50Frases S(S1/2), S28, S36/37, S45, S61, S63Valores en el SI y en condiciones normales (0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario. Exenciones y referencias

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Toxicidad La ruta más probable de exposición a la fosfamina es la inhalación. Los primeros síntomas de exposición aguda a la fosfina incluyen dolor del diafragma, náusea, vómitos, excitación y un olor a fósforo en el aliento. La exposición a niveles más altos puede producir debilidad, bronquitis, edema pulmonar, falta de aliento, convulsiones y la muerte. Algunos efectos, como por ejemplo edema pulmonar, convulsiones y daño del hígado pueden manifestarse o aun estar presentes días después de la exposición. La exposición prolongada a bajos niveles de fosfamina puede producir anemia, bronquitis, efectos gastrointestinales, y problemas motores, de la vista y del habla. El contacto de la fosfamina líquida con la piel puede producir congelación. La ingestión de fosfuro metálico puede producir la liberación de fosfina en el estómago lo que puede causar náusea, vómitos, dolor abdominal y diarrea. No hay ninguna información disponible acerca de los posibles efectos de la fosfamina sobre la reproducción en seres humanos. No se ha demostrado que la fosfina afecta la reproducción en animales de laboratorio

Fósforo Número atómico 15 Valencia +3,-3,5,4 +5 Estado de oxidación Electronegatividad 2,1 Radio covalente (Å) 1,06 Radio iónico (Å) 0,34 Radio atómico (Å) 1,28 Configuración electrónica [Ne]3s23p3 Primer potencial de ionización (eV) 11,00 Masa atómica (g/mol) 30,9738 Densidad (g/ml) 1,82 Punto de ebullición (ºC) 280 Punto de fusión (ºC) 44,2 Descubridor Hennig Brandt en 1669

Fósforo Símbolo P, número atómico 15, peso atómico 30.9738. El fósforo forma la base de gran número de compuestos, de los cuales los más importantes son los fosfatos. En todas las formas de vida, los fosfatos

desempeñan un papel esencial en los procesos de transferencia de energía, como el metabolismo, la fotosíntesis, la función nerviosa y la acción muscular. Los ácidos nucleicos, que entre otras cosas forman el material hereditario (los cromosomas), son fosfatos, así como cierto número de coenzimas. Los esqueletos de los animales están formados por fosfato de calcio. Cerca de tres cuartas partes del fósforo total (en todas sus formas químicas) se emplean en Estados Unidos como fertilizantes. Otras aplicaciones importantes son como relleno de detergentes, nutrientes suplementarios en alimentos para animales, ablandadores de agua, aditivos para alimentos y fármacos, agentes de revestimiento en el tratamiento de superficies metálicas, aditivos en metalurgia, plastificantes, insecticidas y aditivos de productos petroleros. De casi 200 fosfatos minerales diferentes, sólo uno, la fluoropatita, Ca5F(PO4)3, se extrae esencialmente de grandes depósitos secundarios originados en los huesos de animales y que se hallan en el fondo de mares prehistóricos, y de los guanos depositados sobre rocas antiguas. La investigación de la química del fósforo indica que pueden existir tantos compuestos basados en el fósforo como los de carbono. En química orgánica se acostumbra agrupar varios compuestos químicos dentro de familias llamadas series homólogas. Esto también puede hacerse en la química de los compuestos de fósforo, aunque muchas familias están incompletas. La familia mejor conocida de estos compuestos es el grupo de cadenas de fosfatos. Las sales de fosfatos constan de cationes, como el sodio, junto con cadenas de aniones, como (PnO3n+1)(n+2)-, que pueden tener de 1 a 1 000 000 de átomos de fósforo por anión. Los fosfatos se basan en átomos de fósforo rodeados en una disposición tetraédrica por átomos de oxígeno, el miembro más pequeño de la familia es el anión simple PO3-4 (el ion ortofosfato). La familia de las cadenas de fosfato se basa en hileras alternadas de átomos de fósforo y oxígeno en que cada átomo de fósforo permanece en el centro de un tetraedro de cuatro átomos de oxígeno. Hay también una familia estrechamente relacionada de fosfatos cíclicos. Una característica estructural interesante de muchos de los compuestos del fósforo conocidos es la formación de estructuras tipo jaula. Ejemplos de estas moléculas son el fósforo blanco, P4, y uno de los pentóxidos de fósforo, P4O10. Las estructuras tipo red son comunes; por ejemplo, los cristales de fósforo negro en que los átomos están enlazados unos con otros. En la mayor parte de sus compuestos, el fósforo está enlazado químicamente a cuatro átomos inmediatos. Hay gran número de compuestos en los que uno de los cuatro átomos está ausente y en su lugar hay un par de electrones no compartidos. Hay también unos cuantos compuestos con cinco o seis átomos unidos al fósforo; son muy reactivos y tienden a ser inestables. Durante los años 60 y 70, se prepararon muchos compuestos orgánicos de fósforo. La mayor parte de estas estructuras químicas incluye tres o cuatro átomos enlazados al fósforo, pero existen también estructuras con dos, cinco o seis átomos unidos a cada átomo de fósforo. Casi todo el fósforo utilizado en el comercio está en forma de fosfatos. La mayor parte de los fertilizantes fosfatados constan de ortofosfato diácido de calcio u otofosfato ácido de calcio muy impuros, Ca(H2PO4)2 y CaHPO4. Estos fosfatos son sales del ácido ortofosfórico. El compuesto de fósforo de mayor importancia biológica es el adenosintrifosfato (ATP), que es un éster de la sal, el tripolifosfato de sodio, muy utilizado en detergentes y ablandadores de agua. Casi todas las reacciones en el metabolismo y la fotosíntesis requieren la hidrólisis de este tripolifosfato hasta su derivado pirofosfato, llamado adenosindifosfato (ADP).

Efectos del Fósforo sobre la salud El Fósforo puede ser encontrado en el ambiente más comúnmente como fosfato. Los fosfatos son substancias importantes en el cuerpo de los humanos porque ellas son parte del material de ADN y tienen parte en la distribución de la energía. Los fosfatos pueden ser encontrados comúnmente en plantas. Los humanos han cambiado el suministro natural de fósforo radicalmente por la adición de estiércol ricos en fosfatos. El fosfato era también añadido a un número de alimentos, como quesos, salsas, jamón. Demasiado fosfato puede causar problemas de salud, como es daño a los riñones y osteoporosis. La disminución de fosfato también puede ocurrir. Estas son causadas por uso extensivo de medicinas. Demasiado poco fosfato puede causar problemas de salud. El Fósforo en su forma pura tiene un color blanco. El fósforo blanco es la forma más peligrosa de fósforo que es conocida. Cuando el fósforo blanco ocurre en la naturaleza este puede ser un peligro serio para nuestra salud. El fósforo blanco es extremadamente venenoso y en muchos casos la exposición a él será fatal. En la mayoría de los casos la gente que muere por fósforo blanco ha sido por tragar accidentalmente veneno de rata. Antes de que la gente muera por exposición al fósforo blanco ellos a menudo experimentan náuseas, convulciones en el estómago y desfallecimiento. El fósforo blanco puede causar quemaduras en la piel, dañar el hígado, corazón y riñones.

Efectos ambientales del Fósforo Fósforo blanco: El fósforo blanco estra en el ambiente cuando es usado en industrias para hacer otros productos químicos y cuando el ejército lo usa como munición. A través de descargas de aguas residuales el fósforo blanco termina en las aguas superficiales cerca de las fábricas donde es usado. El fósforo blanco no es probablemente esparcido, porque este reacciona con el oxígeno bastante rápido. Cuando el fósforo termina en el aire a través de los tubos de escape este teminará usualmente reaccionando con el oxígeno al instante para convertirse en partículas menos peligrosas. Pero en suelos profundos y en el fondo de los ríos y lagos el fósforo puede permanecer miles de años y más. Fosfatos: Los fosfatos tienen muchos efectos sobre los organismos. Los efectos son mayormente consecuencias de las emisiones de grandes cantidades de fosfatos en el ambiente debido a la minería y los cultivos. Durante la purificación del agua los fosfatos no son a menudo eliminado correctamente, así que pueden expandirse a través de largas distancias cuando se encuentran en la superficie de las aguas. Debido a la constante adición de fosfatos por los humanos y que exceden las concentraciones naturales, el ciclo del fósforo es interrumpido fuertemente. El incremento de la concentración de fósforo en las aguas superficiales aumenta el crecimiento de organismos dependientes del fósforo, como son las algas. Estos organismos usan grandes cantidades de oxígeno y previenen que los rayos de sol entren en el agua. Esto hace que el agua sea poco adecuada para la vida de otros organismos. El fenómeno es comúnmente conocido como eutrofización.