La importancia del
magnesio, el hierro (o fierro) y el cobre.
Son
elementos químicos muy importantes.
El magnesio
forma parte de la molécula llamada clorofila (un pigmento verde).
El hierro
forma parte de la molécula llamada hemoglobina (que es una proteína, una metaloproteína).
El cobre forma parte de la molécula llamada hemocianina (una proteína azulada).
El cobre forma parte de la molécula llamada hemocianina (una proteína azulada).
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El magnesio es un metal
alcalinotérreo.
Símbolo: Mg
(de la palabra latina magnesium).
Número
atómico: 12.
Tiene 12
protones y generalmente 12 neutrones en su núcleo, pero existen isótopos que
tienen 13 o 14 neutrones; y posee 12 electrones que orbitan al núcleo: dos en su
primer nivel de energía o capa K, ocho en su segundo nivel de energía o capa L,
y dos en su tercer nivel de energía o capa M.
Peso
atómico relativo: 24.305.
Valencia:
+2. Se ubica en el grupo 2: en la segunda columna (debajo del berilio, Be), y
en la tercera fila o línea (a la derecha del sodio, Na) en la Tabla Periódica
No se
encuentra libre en la naturaleza, sino formando compuestos como el cloruro de
magnesio, MgCl2.
Es el sexto, séptimo u octavo elemento más
abundante en la corteza terrestre (hay discrepancias), representa cerca de 2
por ciento de la corteza terrestre, y es el tercero más abundante disuelto en
el agua marina.
Generalmente se obtiene a partir del
cloruro de magnesio, MgCl2, que se encuentra disuelto en el agua de
mar.
El
ión magnesio es esencial para todas las células vivas.
En la industria, el magnesio es
utilizado como un elemento de aleación.
El hidróxido de magnesio Mg(OH)2
o leche de magnesia se emplea en medicina, por ejemplo, como antiácido.
Hay personas del pueblo llano que la
usan también, sin pruebas contundentes de su eficacia:
1. Para mitigar las quemaduras causadas
por los rayos solares luego de estar en la playa, el desierto, zonas muy
calurosas, etcétera.
2. Como desodorante, especialmente en
piel sensible.
3. Para calmar el ardor ocasionado por
irritación en la piel (quemaduras, alergias…).
4. En las nalgas de bebés para calmar
la irritación del pañal.
5. Diluida en agua, la leche de
magnesia suele emplearse en las áreas grasosas de la piel de jóvenes y adultos
(algunas mujeres, bajo el humectante y otras después del humectante).
El cloruro de magnesio, MgCl2,
se emplea en medicina; también, en la fabricación de papel, productos textiles,
cemento, y como anticongelante: se pulveriza cloruro de magnesio sobre los
pavimentos secos de pistas de aeropuertos antes de que nieve, o sobre el
pavimento mojado antes de que el agua alcance temperaturas de congelación en el
invierno.
El citrato de magnesio se usa como
laxante.
El sulfato de magnesio, MgSO4, como
tal, se usa en la industria casi exclusivamente como un agente secante, pero
hidratado: MgSO4·7H2O, o sal de Epsom, o sal inglesa,
tiene un empleo más amplio en medicina, por ejemplo, en sales de baño.
Se emplea en agricultura y jardinería
para corregir las deficiencias de magnesio en el suelo.
El carbonato de magnesio, MgCO3,
pulverizado es empleado por gimnastas y levantadores de pesas para mejorar su
sujeción a las barras, potros de gimnasia, argollas, etcétera.
En la escalada de alto nivel se emplea
para mejorar la sujeción de las manos a la roca. Los escaladores suelen
portarlo en una bolsa colgada del cinturón.
(En cambio, violinistas, y lanzadores, pitchers o serpentineros del beisbol
usan colofonia [en inglés: rosin] en
polvo –una sustancia resinosa conocida en España también como pez de Castilla–,
Pix graeca, obtenida a partir de la
trementina de pinos, abetos [oyameles], alerces o terebintos.)
El
magnesio (Mg) forma parte de la molécula de la clorofila, una sustancia vegetal
fundamental en la vida, que se encuentra en un organelo u orgánulo de las
células vegetales llamado cloroplasto.
La clorofila
se encuentra en las cianobacterias, algas y en todos aquellos organismos que
tienen cloroplastos en sus células, o sea en las plantas o vegetales.
La clorofila es un pigmento
indispensable en la fotosíntesis, importante proceso bioquímico que permite a
las plantas absorber energía a partir de la luz.
La molécula de clorofila tiene dos
partes: un anillo de porfirina (un
tetrapirrol, en este caso), y una cadena larga conocida como fitol.
La porfirina vegetal tiene en su centro un ión de magnesio (Mg2+),
rodeado por cuatro átomos de nitrógeno,
N, muchos de hidrógeno, H, y unos pocos de oxígeno, O.
En los animales vertebrados, el hierro
ocupa un lugar equivalente al del magnesio en los vegetales.
A través de sus raíces, los vegetales terrestres
absorben agua y minerales, entre ellos el magnesio, del suelo; y por medio de sus
hojas, principalmente, captan bióxido de carbono, CO2, de la
atmósfera terrestre, para formar carbohidratos o glúcidos (moléculas como la glucosa,
celulosa, compuestos por átomos de carbono, C, hidrógeno, H, y oxígeno, O) y
liberar oxigeno, O2 a la atmósfera.
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El hierro o fierro es un metal de
transición.
Símbolo: Fe
(de la palabra latina ferrum).
Número
atómico: 26.
Tiene 26
protones y generalmente 28 o 30 neutrones en su núcleo. Existen otros isótopos estables
que tienen 31 o 32 neutrones; y posee 26 electrones que orbitan al núcleo: dos
en su primer nivel de energía o capa K, ocho en su segundo nivel de energía o
capa L, catorce en su tercer nivel de energía o capa M, y dos en su cuarto
nivel de energía o capa N.
Peso
atómico relativo: 55.85, o 55.847, o 55.845, o 55.6 (existen variaciones, o discrepancias).
Valencias:
+2, +3. Se ubica en el grupo 8: en la parte superior de la octava columna (arriba
del rutenio, Ru), y en la cuarta fila o línea (a la derecha del Manganeso, Mn) en la Tabla Periódica
Raramente
se encuentra libre en la naturaleza. El hierro, Fe, es el cuarto elemento más
abundante en la corteza terrestre, y entre los metales, solamente el aluminio,
Al, es más abundante. Se halla formando parte de numerosos minerales, entre
ellos muchos óxidos. Para obtener hierro en estado elemental, los óxidos se
reducen con carbono y luego es refinado para eliminar las impurezas presentes.
La fusión nuclear en las estrellas muy
masivas (gigantescas) concluye definitivamente cuando únicamente queda hierro
en su centro. O sea que en las primeras fases de la vida de una estrella (ya
sea muy masiva, masiva, mediana, o “pequeña”), el hidrógeno (“materia prima”)
se va fusionando para formar helio: cuatro núcleos de hidrógeno, H, forman un
núcleo de helio, He.
Luego, cuando todo el hidrógeno del
centro de la estrella se ha transformado en helio, pueden suceder otras
reacciones nucleares. Si la temperatura en el centro de la estrella llega a 200
millones de grados, los núcleos de helio se fusionan entre sí y generan carbono
y oxígeno; si aumenta aún más la temperatura, pueden formarse neón, Ne; sodio,
Na, y magnesio, Mg.
Si la temperatura central llega a unos
3,000 millones de grados, pueden formarse todos los núcleos atómicos que no
sean más pesados que el hierro. Las estrellas no muy masivas no pueden producir
hierro, pues la temperatura de su centro nunca llega a ser tan alta como la del
centro de las estrellas muy masivas.
El núcleo de la Tierra está formado
principalmente por hierro, Fe, y níquel, Ni.
El hierro es el metal duro más
utilizado; constituye aproximadamente 95 por ciento de la producción mundial de
metal.
En la industria, el hierro se utiliza
para fabricar acero, cuando se combina con carbono, C (obtenido del coque o
carbón mineral), en una proporción igual
o menor a 2 por ciento de carbono; si la aleación hierro-carbono tiene más
carbono generalmente no se le llama acero, sino fundición (con carbono en una proporción desde 2.1 o 2.14 hasta
6.67 por ciento).
El acero se emplea en vehículos,
barcos, vigas, columnas y trabes para construir estructuras de casas y
edificios; rieles de ferrocarril.
También se producen grandes cantidades
de hierro fundido y hierro forjado, barreras, cancelería, muebles de jardín...
El hierro se emplea para fabricar
imanes, tintas, papel para heliográficas, pigmentos pulidores, abrasivos.
El
hierro es una parte esencial de las células sanguíneas llamadas eritrocitos o
glóbulos rojos, ya que es un elemento indispensable de la compleja molécula proteínica
llamada hemoglobina, encargada de transportar oxígeno (O2) a todos
los tejidos del cuerpo del ser humano y los animales vertebrados, y de algunos
invertebrados.
El hierro existe sólo en pequeñas
cantidades en los seres vivos; no obstante, su papel es vital en el crecimiento
y supervivencia, y resulta indispensable no únicamente para obtener una
adecuada oxigenación tisular (de los tejidos orgánicos), sino también para el
metabolismo de la mayoría de las células.
La hemoglobina es una proteína
conjugada o heteroproteína, formada por cuatro cadenas polipépticas (globinas),
a cada una de las cuales se une un grupo hemo.
El grupo hemo está constituido por:
A) Una unión de succinil-CoA (que es
una combinación de ácido succínico y una coenzima A) al aminoácido glicina,
para formar un pirrol.
B) Cuatro grupos pirrol se unen para
integrar la protoporfirina IX.
C) La protoporfirina se une a un ión
ferroso (Fe2+), para formar el grupo hemo.
El grupo hemo tiene en su centro un ión ferroso (Fe2+), rodeado por cuatro átomos de nitrógeno, N, algunos radicales
CH (carbono e hidrógeno), dos radicales OH (oxígeno e hidrógeno) y dos átomos
de oxígeno.
En los vegetales, el magnesio ocupa un
lugar equivalente al del hierro en los animales vertebrados.
Cuando la hemoglobina tiene unido
oxígeno, se llama oxihemoglobina o hemoglobina oxigenada, que viaja “a bordo”
de los eritrocitos (glóbulos rojos) de la sangre arterial.
Cuando la hemoglobina tiene unido
bióxido de carbono (CO2), recibe el nombre de carbaminohemoglobina o
carbohemoglobina, que viaja “a bordo” de los eritrocitos de la sangre venosa,
luego del intercambio gaseoso entre dichos eritrocitos y los tejidos.
Según distintas condiciones, padecimientos
o enfermedades, enfermedades congénitas,
intoxicaciones, estadios de la vida (el fetal, por ejemplo), en el ser humano
puede haber hasta nueve tipos de hemoglobina, pero los más comunes o “naturales
la mayor parte del tiempo”, son los dos arriba citados.
Los eritrocitos o glóbulos rojos son
células especializadas. Los glóbulos rojos de los mamíferos son anucleicos en
su etapa de madurez, o sea que carecen de núcleo celular. En cambio, los
eritrocitos de otros animales vertebrados tienen núcleo; las únicas excepciones
conocidas son las salamandras del género Batrachoseps
y peces del género Maurolicus.
La anemia
se define como una concentración baja de hemoglobina en la sangre. No es una enfermedad,
sino un síntoma, una de cuyas causas más frecuentes es la deficiencia de
hierro.
Su origen puede ser una ingesta
insuficiente de hierro, o hemorragias.
A las personas anémicas los médicos
suelen recetarles hierro inyectado u oral.
También lo indican, en dosis apropiadas
y a través de las vías adecuadas, a mujeres embarazadas (además de calcio,
ácido fólico, etcétera).
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En los rastros de algunas plazas de
toros mexicanas y españolas, ciertas personas (mujeres y hombres por igual) beben
sangre de toro luego de una corrida; previamente suelen captarla en vasos
desechables después de que un empleado ha cortado uno o varios vasos sanguíneos
de la res colgada, ya muerta obviamente.
Además, en México, algunas personas
beben sangre de toro durante varias fiestas religiosas tradicionales. Por
ejemplo:
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El cobre es un metal de transición.
Símbolo: Cu (de la palabra latina cuprum).
Número atómico: 29.
Tiene 29 protones y generalmente 34 neutrones en su núcleo, pero existe un isótopo que tiene 36 neutrones; y posee 29 electrones que orbitan al núcleo: dos en su primer nivel de energía o capa K, ocho en su segundo nivel de energía o capa L,, dieciocho en su tercer nivel de energía o capa M., y uno en su cuarto nivel de energía o capa N.
Peso atómico relativo: 63.536.
Valencias: +1, +2, +3, +4. Se ubica en el grupo 11: en la parte superior de la undécima columna (arriba de la plata, Ag), y en la cuarta fila o línea (a la derecha del níquel, Ni) en la Tabla Periódica
Es el tercer metal más usado en el mundo, por detrás del hierro (Fe) y el aluminio (Al).
En vez de hierro presenta dos átomos de cobre en su centro activo. Por esto el color de la hemocianina oxigenada no es rojo sino azul verdoso, lo que le ha dado el nombre (cian = azul). Los moluscos y crustáceos con este tipo de sistema de transporte de oxígeno en su hemolinfa muestran ese color en sus líquidos.
Los dos centros metálicos no están en contacto directo, pero si muy próximos entre ellos. La molécula de oxígeno se inserta entre los dos átomos de cobre, los cuales cambian su estado de oxidación, de +I a +II, cediendo un electrón cada uno a la molécula de oxígeno. Como consecuencia, ésta se reduce pasando a peróxido (peróxido de hidrógeno desprotonado). La transferencia de los electrones a pares evita la formación del ion superóxido.
El nombre hemocianina es erróneo, porque en la molécula no hay un grupo hemo-.
A causa de su gran tamaño, la hemocianina generalmente se encuentra flotando libremente en la sangre de crustáceos, moluscos y ciertos artrópodos, a diferencia de la hemoglobina.
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