Salve a tutti! Per cominciare questa serie di articoli sulla chimica parleremo oggi dei carboidrati, così utili e preziosi per la vita. Vediamo insieme il perché.
Utili perché un altro nome dei carboidrati è zuccheri. Gli zuccheri, se non ingeriti in abbondanza, sono utilissimi alla vita umana. Per esempio il cervello è un grande consumatore di zuccheri, senza non potrebbe più funzionare a dovere.
Ma sono poi così preziosi, questi zuccheri? Certo che sì. Per esempio lo zucchero chiamato RIBOSIO è alla base della molecola del DNA. Infatti se sciogliamo la sigla il DNA si chiama acido deossiRIBOnucleico.
Tuttavia potremo chiederci da cosa siano costituiti gli zuccheri dato che sono molecole complesse. La risposta è insita nel loro secondo nome: CARBOIDRATI. Ad una sommaria analisi vediamo dunque che gli zuccheri sono composti da carbonio ed acqua, a sua volta composta da idrogeno ed ossigeno.
Andiamo ora ad osservare da vicino questi tre componenti e vediamo di capirne l’importanza.
L’idrogeno! L’elemento chimico più diffuso ed abbondante dell’Universo! Ma è un atomo un po’ strano. Infatti ha il nucleo composto da un solo protone attorno al quale ruota un solo elettrone. A differenza di tutti gli altri atomi, quindi, l’idrogeno non ha neutroni nel nucleo.
E che dire del carbonio? Insieme all’idrogeno e all’ossigeno forma gli zuccheri e insieme all’idrogeno forma invece il metano.
E veniamo all’ossigeno. Assieme all’azoto è il componente di base della nostra respirabile atmosfera. Non solo. E’ l’ozono, una forma allotropica dell’ossigeno, a proteggerci dalle radiazioni solari, altrimenti letali.
Se vi siete meravigliati a sufficienza per oggi è tutto. Alla prossima puntata.
Ma la cosa curiosissima (e stupefacente) è che nel corso della nucleosintesi primordiale, avvenuta tra i 2 e gli 8 minuti dopo il Big Bang, si produssero solo idrogeno, idrogeno pesante (detto anche deuterio, con nucleo composto da un protone e un neutrone), Elio3, Elio4 e Litio. Poi era troppo freddo. Prima era troppo caldo. E allora da dove vengono gli altri elementi essenziali alla vita come l’ossigeno, l’azoto, il carbonio, il ferro, il magnesio, il calcio eccetera? Sino agli inizi del Novecento si ipotizzava la loro formazione nel sottosuolo del nostro pianeta, col magma vulcanico che li scarrozzava sino alla superficie. Ma poi si capì che la nucleosintesi, ossia la fusione nucleare, ha bisogno di temperature ben maggiori per vincere la Forza Nucleare Forte che tiene uniti i nuclei atomici, temperature dell’ordine dei milioni, miliardi di gradi. L’unico posto ove fa così caldo, si capì, sono i core delle stelle; il Sole per esempio, coi suoi 15 milioni di gradi, riesce a fondere nuclei sino a dare origine al carbonio che poi, in una fase avanzata della sua evoluzione (gigante rossa), emette nello spazio grazie al vento solare. Ma stelle molto più massicce, esplodendo come supernove, riescono a sintetizzare, a temperature di centinaia di miliardi di gradi, tutti gli elementi della Tavola Periodica sino all’uranio! L’oro che portiamo al dito, per dirne una, deriva direttamente ed esclusivamente da una supernova esplosa nei dintorni del Sole prima che la nostra Stella si formasse. Più prosaicamente, tutti gli elementi pesanti (quelli oltre il litio) di cui siamo fatti sono stati prodotti dalle supernove, scaraventati nello spazio e utilizzati da stelle di successive generazioni per creare innanzitutto se stesse, poi del materiale intorno a loro, le nebulose protoplanetarie, che come dice il nome sono adatte alla formazione di pianeti e di esseri viventi.
Caro PaoloMauri123! Hai proprio ragione! E’ sorprendente rendersi conto che ci sono volute due esplosioni prima che si accendesse la scintilla della vita. Fa capire come è prezioso tutto ciò che è vivo. Non è bastato il big-bang. Ci sono volute le super-novae per sintetizzare tutti gli elementi dopo il litio.
Ma vorrei che mi spiegassi meglio la nucleosintesi degli elementi oltre il ferro.
Un caro saluto
Caro Jacopo, conoscendoti so bene cosa intendi…ma non ho le competenze per spiegarti chimicamente e nel dettaglio i vari “passaggi” dal ferro all’uranio. Posso solo dirti che, a differenza delle reazioni precedenti che PRODUCONO energia, quella che infine sintetizza il ferro ne ASSORBE sottraendola al nucleo stellare. Questo si raffredda in pochi minuti e, di conseguenza, non riesce più a reggere, irradiando, il peso degli strati superiori della stella che, perciò, precipitano su di esso. Questo però riscalda di nuovo il nucleo, e molto più di prima (100 miliardi di K!), che quindi esplode bang!!! scaraventando nello spazio gli strati superiori della stella, non prima d’averli cotti a dovere sino a produrre elementi sempre più pesanti. Questa è la dinamica dell’esplosione di supernova.