Caracteristicas del Carbono
El carbono es un elemento único en la naturaleza ya que tiene la
cualidad de formar un número muy grande de compuestos, característica
que no presentan el resto de elementos que existen en nuestro entorno.
Se encuentra libre en la corteza terrestre en diferentes formas Alotropicas y
también formando compuestos presentes en diversos minerales como
caliza, dolomita, yeso, mármol, carbonatos, entre otros. En la
atmósfera podemos hallarlo en el dióxido y monóxido de carbono.
Una característica importante del carbono es la extensa variedad de compuestos que forma cuando se combina con hidrógeno, oxígeno, nitrógeno
y otros elementos, que son la base principal de la composición de
todos los seres vivos, animales y vegetales, razón por la que se les
llama compuestos orgánicos.
Una fuente para la obtención de compuestos orgánicos es el petróleo
debido a la gran cantidad de derivados que se pueden extraer de la
mezcla de éste con el carbono, además de la amplia gama de aplicaciones
que tienen en la rama energética, textil y farmacéutica.
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Alotropos
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P. fusión
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P.de Ebullición
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Conductividad
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Solubilidad
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Dureza
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Estado Físico
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Densidad
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Diamante
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3823k
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No posee punto de ebullición
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Es un excelente conductor de electricidad
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No es soluble
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10,
partiendo de la escala de Friedrich Mohs,
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Solido
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0,2 g
es el quilate métrico. Otra unidad utilizada es el punto, igual a 0,01
quilates. Así, una piedra de 82 puntos pesaría 0,82 quilates.
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Grafito
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3800k
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5100 K
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Conduce Electricidad
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Es insoluble
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Varia en gran medida según su Yacimiento
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Solido
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2,09 a 2,23 g/cm3
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Carbono
Amorfo
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4000k
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5103k
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No es conductor de electricidad
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Es solo en sustancias de enlace covalente puro
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0.76
mohs
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Solido
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2267 kg/m3
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Fulereno
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No se conoce
|
No se conoce
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No es muy buen conductor
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Es soluble
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0.8
mohs
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Solido
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1.68 kg/m3
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Lonsdelaita
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3823k
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No posee punto de ebullición
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No es muy buen conductor
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No es soluble
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7-8
mohs
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Solido
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3.516 kg/m3
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Estruturas
Grafito:
Diamante:
Amorfo:
Fulereno:
Lonsdaleita:
Propiedades Quimicas del Carbono
El estudio del carbono es muy amplio, aquí se comenzará por
revisar las principales propiedades del carbono que nos permitan
explicar el cómo y el porqué logra formar la amplia gama de compuestos
orgánicos que son la base de la composición de los seres vivos: animales
y vegetales.
Nombre:
Carbono
Número atómico:
6
Valencia:
2,+4,-4
Estado de oxidación: +4
Electronegatividad:
2,5
Radio covalente (Å):
0,77
Radio iónico (Å):
0,15
Radio atómico (Å):
0,914
Configuración electrónica:
1s22s22p2
Primer potencial de ionización (eV):
11,34
Masa atómica (g/mol):
12,01115
Densidad (g/ml):
2,26
Punto de ebullición (ºC):
4830
Punto de fusión (ºC):
3727
Carbono
Número atómico:
6
Valencia:
2,+4,-4
Estado de oxidación: +4
Electronegatividad:
2,5
Radio covalente (Å):
0,77
Radio iónico (Å):
0,15
Radio atómico (Å):
0,914
Configuración electrónica:
1s22s22p2
Primer potencial de ionización (eV):
11,34
Masa atómica (g/mol):
12,01115
Densidad (g/ml):
2,26
Punto de ebullición (ºC):
4830
Punto de fusión (ºC):
3727
| El carbono y sus compuestos se encuentran distribuidos ampliamente en la naturaleza. Se estima que el carbono constituye 0.032% de la corteza terrestre. El carbono libre se encuentra en grandes depósitos como hulla, forma amorfa del elemento con otros compuestos complejos de carbono-hidrógeno-nitrógeno. El carbono cristalino puro se halla como grafito y diamante. |
Compuestos organicos del carbono
Hidrocarburos
Los átomos de carbono se enlazan químicamente entre sí
formando largas cadenas lineales o ramificadas, que van desde unos
cuantos átomos hasta miles de ellos o bien anillos de todos los
tamaños; debido a esta característica se considera al carbono, único
en la naturaleza, lo que le permite formar una inimaginable cantidad
de compuestos; a esta propiedad del carbono se conoce como concatenación.
Como se ha mencionado, los átomos de carbono al combinarse químicamente ya sea entre sí o con átomos de otros elementos siempre van a formar cuatro enlaces, generalmente covalentes. Los enlaces carbono-carbono pueden ser simples, dobles o triples.
En las fórmulas desarrolladas de los compuestos orgánicos
los átomos de C invariablemente tendrán cuatro enlaces representados
mediante líneas; por otro lado, el átomo de hidrógeno al combinarse
químicamente sólo puede formar un enlace que se representa con una
sola línea; lo anterior puede corroborarse con la siguiente
representación:
El siguiente esquema muestra un panorama general de la
clasificación de hidrocarburos (compuestos orgánicos formados
únicamente por átomos de hidrogeno y carbono).
Son HC cíclicos que contienen la estructura básica del benceno, C6H6. Las siguientes son distintas representaciones del benceno.
Hidrocarburos Saturados:
Los HC saturados son aquellos compuestos que tienen el
máximo de átomos de hidrógeno en su estructura molecular, es decir están
saturados de hidrógeno, estos compuestos solamente presentan enlaces
sencillos: C-C ó C-H, los HC saturados también son llamados Alcanos
o parafinas; el siguiente es un ejemplo de una estructura de
hidrocarburo saturado
Hidrocarburos
Insaturados:
Los HC insaturados son aquellos compuestos que tienen
al menos un enlace doble o triple entre los átomos de carbono que los forman;
debido a que los átomos de carbono al unirse entre sí con enlaces múltiples
agotan las posibilidades de enlazarse con el hidrógeno. La cantidad de átomos
de hidrógeno que tienen los HC insaturados es siempre menor a la de los
saturados de igual número de átomos de C. De esta forma, los HC saturados se
subdividen en Alquenos y Alquinos. Las siguientes
representaciones son ejemplos de HC insaturados.
Alcanos:
Son aquellos HC que sólo presentan enlaces covalentes
simples, pueden ser cadenas abiertas o cerradas, ramificadas o lineales.
Los
alcanos son HC saturados, cuya fórmula general es: CnH2n+2,
para cadenas abiertas, ya sea lineales o ramificadas. Si la estructura es
cíclica la fórmula general es: CnH2n.
Fórmulas desarrolladas y semi desarrollada de Hexano,
alcano de cadena abierta sin ramificaciones, de fórmula condensada C6H14.
Alquenos:
Son HC que
en su composición tienen menos átomos de hidrógeno que el alcano del mismo
número de carbonos, y en su estructura se encuentra por lo menos un enlace
doble, también son llamados olefinas.
Alquinos: Son HC que en su
estructura se encuentra por lo menos un enlace
triple, también son llamados acetilénicos.
Los alquinos
son HC insaturados y su fórmula general es CnH2n-2 para
cadenas abiertas, ya sea lineales o ramificadas.
Compuestos
inorgánicos formados por el carbono.
Sales binarias:
NaCl Cloruro de sodio
CaBr2 Bromuro calcico
Ni3N2 Nitruro niqueloso
Li2S Sulfuro de litio
FeF3 fluoruro de hierro
CaBr2 Bromuro calcico
Ni3N2 Nitruro niqueloso
Li2S Sulfuro de litio
FeF3 fluoruro de hierro
Sales Terciarias
HNO3 + NaOH ------- NaNO3 +h2O
H2SO3 + Ba(OH)2 --------- BaSO3 + 2 H2O
H3PO4 + Al(OH)3 --------- AlPO4 + 3H2O
3 H2CO3 +2 Fe(OH)3 ---------- Fe2(CO3)3 + 6 H2O
2 HClO4 + Ca(OH)2 ------------ Ca( ClO4 )2 + 2 H2O
H2SO3 + Ba(OH)2 --------- BaSO3 + 2 H2O
H3PO4 + Al(OH)3 --------- AlPO4 + 3H2O
3 H2CO3 +2 Fe(OH)3 ---------- Fe2(CO3)3 + 6 H2O
2 HClO4 + Ca(OH)2 ------------ Ca( ClO4 )2 + 2 H2O
Referencias:
Pag de internet:
http://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/quimica2/u2/carbono_alimentos/hidrocarburos
http://www.guatequimica.com/tutoriales/introduccion/Caracteristicas_del_Atomo_de_Carbono.htm
Libro:
Autor: Antonio Rico Galicia,
Rosa Pérez Orta
Título: Química
Año: 2011
Editorial: CCH (Universidad Nacional Autónoma
de México)
País: México
Páginas: 137-170
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