Carbono .:..:. Propiedades

PROPIEDADES DEL CARBONO

Una de las propiedades de los elementos no metales como el carbono es por ejemplo que los elementos no metales son malos conductores del calor y la electricidad. El carbono, al igual que los demás elementos no metales, no tiene lustre. Debido a su fragilidad, los no metales como el carbono, no se pueden aplanar para formar láminas ni estirados para convertirse en hilos.

El estado del carbono en su forma natural es sólido (no magnético). El carbono es un elemento químico de aspecto negro (grafito) Incoloro (diamante) y pertenece al grupo de los no metales. El número atómico del carbono es 6. El símbolo químico del carbono es C. El punto de fusión del carbono es de grados Kelvin o de -273,15 grados celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del carbono es de grados Kelvin o de -273,15 grados celsius o grados centígrados.

PROPIEDADES ATÓMICAS DEL CARBONO

La masa atómica de un elemento está determinado por la masa total de neutrones y protones que se puede encontrar en un solo átomo perteneciente a este elemento. En cuanto a la posición donde encontrar el carbono dentro de la tabla periódica de los elementos, el carbono se encuentra en el grupo 14 y periodo 2. El carbono tiene una masa atómica de 12,0107 u. La configuración electrónica del carbono es [He]2s22p2. La configuración electrónica de los elementos, determina la forma el la cual los electrones están estructurados en los átomos de un elemento. El radio de Van der Waals del carbono es de 1,0 pm. El carbono tiene un total de 6 electrones cuya distribución es la siguiente: En la primera capa tiene 2 electrones y en la segunda tiene 4 electrones.

Características del carbono

Símbolo químico	C
Número atómico	6
Grupo	14
Periodo	2
Aspecto	negro (grafito) Incoloro (diamante)
Bloque	p
Densidad	2267 kg/m3
Masa atómica	12.0107 u
Radio medio	70 pm
Radio atómico	67
Radio covalente	77 pm
Radio de van der Waals	170 pm
Configuración electrónica	[He]2s22p2
Electrones por capa	2, 4
Estados de oxidación	4, 2
Óxido	ácido débil
Estructura cristalina	Hexagonal
Estado	Sólido
Punto de fusión	diamante: 3823 K Grafito: 3800 K K
Punto de ebullición	grafito: 5100 K K
Calor de fusión	grafito; sublima: 105 kJ/mol kJ/mol
Electronegatividad	2,55
Calor específico	710 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica	61×103S/m
Conductividad térmica	129 W/(K·m)

QUÍMICA DEL CARBONO

El carbono puede formar más compuestos que ningún otro elemento, debido a que los átomos de carbono tienen la capacidad de formar enlaces carbono-carbono en forma simple, doble y triple, y también pueden formar cadenas y estructuras cíclicas. La rama de la química que estudia los compuestos del carbono es la química orgánica.

DEFINICIÓN:

Los compuestos de carbono tienen una gran importancia por la capacidad que tienen de unirse entre sí y con átomos no metálicos como: hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre y en menor proporción con: flúor, cloro, bromo, yodo y otros muchos más. Los compuestos de carbono constituyen a la mayoría de los seres vivos por medio de compuestos orgánicos.

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 DEL CARBONO

IMPORTANCIA DE LOS COMPUESTOS DEL CARBONO

Los diferentes tipos de compuestos orgánicos se distinguen en función de los grupos funcionales que contienen. Un grupo funcional es un grupo de átomos responsable del comportamiento químico de la molécula que lo contiene como: alcoholes, éteres, aldehídos y cetonas, ácidos carboxílicos, aminas y amidas.

La base de los grupos funcionales, así como de los compuestos de carbono es, valga la redundancia, el elemento “C” carbono. Su importancia radica en que gracias a éste se pueden fabricar: medicamentos, colorantes, papel, tintas, pinturas, plásticos, la gasolina, neumáticos e intervienen también en la elaboración de alimentos y en la industria textil.

PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS: INORGÁNICOS Y ORGÁNICOS

Cuando los elementos se combinan forman iones o moléculas por lo que las propiedades físicas de los compuestos iónicos como el cloruro de sodio NaCl o covalentes como la sacarosa C₁₂H₂₂O₁₁ se relacionan con la forma en que están unidos los átomos de los elementos que los constituyen.

Los compuestos covalentes están formados por moléculas en las que los átomos se unen al compartir pares de electrones. A temperatura ambiente, los compuestos covalentes pueden ser sólidos como la sacarosa, líquidos como el etanol y gaseosos como el dióxido de carbono; además, tienden a ser insolubles en agua, aunque algunos son muy solubles. en esta tabla podemos ver las propiedades y los compuestos organicos e inorganicos.

Propiedad	*Compuestos orgánicos*	*Compuestos inorgánicos*
Solubilidad en agua	Generalmente son insolubles	Generalmente son solubles
Solubilidad en solventes orgánicos	Generalmente son solubles	Insolubles
Temperatura de fusión	Bajas o se carbonizan	Altas
Conductividad eléctrica	Malos conductores	Buenos conductores en solución acuosa
Tipo de enlace	Covalente	Iónico
Electrolito	No	Sí
Inflamable	Sí	No

Clasificación de los hidrocarburos

El término "hidrocarburo" se refiere a compuestos formados exclusivamente por átomos de carbono e hidrógeno a través de enlaces covalentes. Con base en su estructura, los hidrocarburos se dividen en dos clases principales: Alifáticos y Aromáticos. Los primeros subdividen en familias: Aleónos, Alquenos, Alquinos y sus análogos Cíclicos, también denominados Alicíclicos.

CLASIFICACIÓN GENERAL DE HIDROCARBUROS

Los hidrocarburos alifáticos en general están formados por cadenas abiertas de átomos de carbono (alcanos, alquenos o alquinos), o por estructuras cíclicas (hidrocarburos alicíclicos).

Originalmente muchos de los primeros hidrocarburos alifáticos que se estudiaron se obtuvieron a partir de ácidos grasos, por lo tanto se les asignó el nombre de alifáticos ( del griego aleiphatos = grasa).

Si cada átomo de carbono se encuentra unido a otros cuatro átomos de carbono y/o hidrógeno tenemos los hidrocarburos saturados o aleónos cuya fórmula general es C_nH_2n+2.

Fórmulas de algunos aléanos:

Los hidrocarburos aromáticos por su parte constituyen un grupo especial de compuestos cíclicos que contienen en general anillos de seis miembros, en los cuales todos los átomos de carbono poseen hibridación sp² y donde los electrones p que aporta cada átomo de carbono se encuentran deslocalizados sobre el plano del anillo, ocupando los orbitales de energía mas baja.

Alquenos y Alquinos:

 

Alcanos. Los alcanos son una familia de compuestos que tienen la fórmula empírica general C_nH_2n+2. Inicialmente fueron llamados parafínicos (del Latín: poca reactividad) debido a su inercia química. También son conocidos como hidrocarburos saturados, debido a que en ellos, los átomos de carbono están saturados con el máximo número posible de átomos de hidrógeno.

Cuando forman cadenas lineales se denominan alcanos normales o n-alcanos.
La tabla 1 muestra algunos de los alcanos normales.

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Esta nomenclatura usada para los alcanos es importante conocerla porque se utiliza como base para nombrar el resto de los hidrocarburos alifáticos.

Alquenos. El grupo de los alquenos u olefinas está formado por hidrocarburos de cadena abierta en los que existe un doble enlace entre dos átomos de carbono. La fórmula general del grupo es CnH2n, donde n es el número de átomos de carbono. Al igual que los alcanos, los miembros más bajos son gases, los compuestos intermedios son líquidos y los más altos son sólidos. Los compuestos del grupo de los alquenos son más reactivos químicamente que los compuestos saturados. Reaccionan fácilmente con sustancias como los halógenos, adicionando átomos de halógeno a los dobles enlaces. No se encuentran en los productos naturales, pero se obtienen en la destilación destructiva de sustancias naturales complejas, como el carbón, y en grandes cantidades en las refinerías de petróleo, especialmente en el proceso de craqueo. El primer miembro de la serie es el eteno, C2H4. Los dienos contienen dos dobles enlaces entre las parejas de átomos de carbono de la molécula. Están relacionados con los hidrocarburos complejos del caucho o hule natural y son importantes en la fabricación de caucho y plásticos sintéticos. Son miembros importantes de esta serie el butadieno, C4H6, y el isopreno, C5H8.

Alquinos. Bajo el término de alquinos se encuentran aquellos hidrocarburos alifáticos no saturados que tienen un enlace triple en la molécula. La fórmula empírica general de los alquinos es CH₂H_2n-2. Se conocen también como acetilenos, al ser el gas acetileno (HC≡CH), el mas simple de los alquinos.
La molécula del acetileno es lineal, igualmente son lineales aquellas moléculas producto de la sustitución, R-C≡C-R, por tal motivo la existencia de isómeros cis y trans no es posible.

Referencias:

Quimica Basica
(Características del Carbono)


Brady James E.
Segunda Edicion
Mexico, Mexico.
Editorial limusa Wiley
1999      Pag. 994
p.p. 648-651

http://www.lenntech.es/periodica/elementos/c.htm

http://elementos.org.es/carbono