EL ATOMO DE CARBONO

A mediados del s. XIX, se constató que lo que tenían en común todos los compuestos orgánicos, sin excepción era que contenían uno o más átomos de carbono en su molécula; Kekule, definió en 1859 la química orgánica como la química de los compuestos del carbono, (se consideran compuestos inorgánicos: CO, CO2, los carbonatos y las dos variedades alotrópicas del carbono : diamante y grafito)

La Química del carbono forma parte de todos los aspectos de la vida; ésta se basa en una interrelación compleja de miles de sustancias orgánicas (azúcares, proteínas, grasas); los alimentos, la ropa, el papel, las medicinas, los plásticos, los jabones, los combustibles, etc  proceden del mundo de la Química del carbono

Hoy se conocen cerca de 10 millones de compuestos orgánicos, pese a que el C solo representa el 0,08% de la corteza terrestre, frente a 100.000 sustancias que no incluyen carbono en su composición.

•Fusión y T ebullición bajas, que aumentan con el tamaño de la cadena; son poco solubles en agua y solubles en 

•disolventes orgánicos, si bien la presencia de enlaces de hidrógeno, en algunos de ellos, aumenta su solubilidad en 

•agua; forman cadenas de longitudes muy variadas, lo que influye en sus propiedades físicas ( los compuestos de 

•cadena corta suelen ser gases, los de cadena intermedia líquidos y los de cadena larga sólidos); en general todos 

•arden en atmósfera de oxígeno, liberando energía y dando como productos CO2 y H2O; se descomponen a T< 300 ºC, 

•dando un residuo carbonoso y productos volátiles y las reacciones en las que intervienen  presentan energías de activación altas lo que hace que la velocidad de reacción sea pequeña, por lo que se recurre al uso de catalizadores.

USOS DEL CARBONO

El carbono es el cuarto elemento más abundante en el universo. Si alguna vez te has preguntado para qué sirve eLcarbono, a continuación tienes una lista de sus posibles usos:

El uso principal de carbono es en forma de hidrocarburos, principalmente gas metano y el petróleo crudo. El petróleo crudo se utiliza para producir gasolina y queroseno a través de su destilación.

La celulosa, un polímero de carbono natural que se encuentra en plantas, se utiliza en la elaboración de algodón, lino y cáñamo.

Los plásticos se fabrican a partir de polímeros sintéticos de carbono.

El grafito, una forma de carbono, se combina con arcilla para hacer el principal componente de los lápices. El grafito se utiliza también como un electrodo en la electrolisis, ya que es inerte (no reacciona con otros productos químicos).

El grafito se utiliza también como lubricante, como pigmento, como un material de moldeo en la fabricación de vidrio y como moderador de neutrones en los reactores nucleares.

El carbón, otra forma de carbono, se utiliza en obras de arte y para asar a la parrilla (por lo general en una barbacoa). El carbón activado (otra forma de carbono) se utiliza como un absorbente o absorbente en muchos filtros. Estos incluyen máscaras de gas, purificadores de agua y campanas extractoras de cocina. También puede ser utilizada en medicina para eliminar toxinas, gases o venenos del sistema digestivo, por ejemplo en los lavados de estómago.

El diamante es otra forma de carbono que se utilizan en joyería. Los diamantes industriales se utilizan para perforar, cortar o pulir metales y piedra.

El carbono, en forma de coque, se utiliza para reducir el mineral de hierro en el metal de hierro.

Cuando se combina con el silicio, tungsteno, boro y titanio, el carbono forma algunos de los compuestos más duros conocidos. Estos se utilizan como abrasivos en herramientas de corte y esmerilado.

ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL CARBONO 

El carbono puede unirse consigo mismo formando polímeros, que son compuestos de elevado peso moléculas, constituyendo cadenas abiertas

El átomo de carbono se presenta como un sólido de color negro, a excepción del diamante y el grafito que son cristalinos.

La densidad del carbono es de 3.51 g/cc, se funde a 3527° C, hierve a 4200° C.

De igual manera constituye ciclos, o cadenas cerradas; forman figuras geométricas regulares El ciclopropano y el ciclobutano son inestables.Los más estables son el ciclo pentano y ciclo hexano

TIPOS DE CARBONOS DE ACUERDO A SU POSICIÓN 

Primarios.- Si están en los extremos

Secundarios.- Si son intermedios y unidos a dos carbonos contiguos

Terciarios.- Si en su estructura se unen a tres carbonos contiguos

Cuaternarios.- Si saturan sus cuatro enlaces con cuatro carbonos contiguos

Se encuentra ubicada en la tabla periódica en el segundo periodo, su número atómico es 6 y su masa atómica es 12 Da (dalton), tiene cuatro electrones de valencia en su último nivel de energía los que determinan todas sus propiedades químicas.

ESTABILIDAD DE LOS ENLACES 

Los compuestos orgánicos presentan gran estabilidad debido a que el átomo de carbono tiene un volumen reducido y los enlaces covalentes que forman son fuertes y estables. Esta solidez en el enlace covalente permite la formación de largas cadenas con un numero limitados de carbonos 

TETRAVALENCIA

El químico alemán Federico Kekulé enunció su teoría estructural, bajo 3 postulados para establecer las fórmulas estructurales planas de los compuestos orgánicos:

El átomo de carbono es tetravalente

Las cuatro valencias son exactamente iguales

Los átomos de carbono pueden unirse consigo mismos mediante enlaces formando cadenas.

HIBRIDACIÓN

Función de los orbitales, de diferente energía del mismo nivel, para dar como resultado orbitales de energía constante.

La hibridación del átomo de carbono, dependiendo del tipo de compuesto que va a formar lo hace de 3 maneras:

Hibridación sp3 , enlace simple

Hibridación sp2 , enlace doble

Hibridación sp1 , enlace triple

SP3 ENLACE SIMPLE

SP2 ENLACE DOBLE

SP ENLACE TRIPLE

SATURACIÓN AUTOMÁTICA

Propiedad del carbono que lo distingue de los demás elementos y se refiere a la capacidad que tiene para unirse entre si, para formar cadenas carbonadas lineales o ramificadas, cíclicas o abiertas compartiendo una, dos, tres pares de electrones de valencia ( ENLACES COVALENTES) 

TIPOS DE FORMULAS ORGÁNICAS

La fórmula es la representación escrita de una molécula. Indica- la clase de átomos que la constituyen, la cantidad de los mismos , la relación ponderal de su combinación o  la masa de la molécula. En Química Orgánica se usan diversas fórmulas para representar una molécula:

Fórmula empírica: expresa los elementos que constituyen la molécula y en qué proporción se encuentran:

Ejemplo:

(C2 H4)n

Fórmula molecular: indica el número total de átomos que forman la molécula:

 Ejemplo:

C4 H8 

Formula semi-desarrollada o semi-condensada: en ella aparecen agrupados los átomos que están enlazados a un mismo átomo de carbono:

Ejemplo:

CH2 = CH - CH2 - CH3

Formula desarrollada o estructural: se expresa como están unidos entre si los átomos que constituyen la molécula:

Ejemplo:

Formula de lineas: en ella solo se representan los enlaces covalentes y en cada punto se supone que hay átomos de carbono unidos a hidrógenos