5 La química del carbono 1 Física y Química 4.º ESO Propiedades del átomo de carbono El carbono posee cuatro electrones en su capa externa y puede lograr

5 La química del carbono1

Física y Química

4.º ESOPropiedades del átomo de carbono

El carbono posee cuatro electrones en su capa externa y puede lograr la estructura de gas noble uniéndose a otros carbonos mediante enlaces…

SencillosSencillos

DoblesDobles

TriplesTriples

CH3 – CH3

CH2 = CH2

CH CH


Física y Química

4.º ESOLa diversidad de los compuestos de carbono

Los compuestos de carbono unen los átomos formando cadenas lineales, ramificadas o cíclicas.

C3

C3 H6

Lineal

CH3– CH2 – CH3

C5

C5 H12

Ramificada

C6

C6 H12

Cíclica

Longitud de la cadena

Compuesto

Tipo de cadena

Representación

El número de átomos de una cadena se llama longitud de la cadena.


Física y Química

4.º ESORepresentación de los compuestos de carbono

Para representar los compuestos de carbono se utilizan diferentes tipos de fórmulas.

Fórmula molecularFórmula molecular

Fórmula estructuralFórmula estructural

Fórmula semidesarrolladaFórmula semidesarrollada

Indica el número de átomos de cada elemento. C3H8

Indica cómo están unidos los átomos y su disposición espacial.

Modelo estructural

Modelo molecular

Indica únicamente los enlaces entre los átomos de carbono.

CH3 - CH2 - CH3


Física y Química

4.º ESOIsómeros

Una misma fórmula molecular puede tener varias estructuras.

C4H10

3223 CHCHCHCH

Butano

3

33

CH

CHCHCH

Metilpropano

Las dos estructuras corresponden a moléculas diferentes con diferentes propiedades físicas.

Butano

0,622

0

-138

1 813 mL

Metilpropano

0,604

-12

-159

1 320 mL

Sustancia

Densidad a -20°C (g/cm3)

Punto de ebullición (°C)

Punto de fusión (°C)

Solubilidad en 100 mL de alcohol

A este tipo de compuestos con la misma fórmula molecular pero distinta estructura y propiedades físicas se les denomina ISÓMEROS.


Física y Química

4.º ESOClasificación de los hidrocarburos

Son compuestos formados por carbono e hidrógeno.

Se clasifican según el tipo de enlace:

CH3– CH2 – CH3 CH3– CH =CH3 CH3– C CH3

Alcano Alqueno Alquino

HIDROCARBUROS SATURADOS

HIDROCARBUROS INSATURADOS


Física y Química

4.º ESONomenclatura de los Hidrocarburos

Indica el tipo de hidrocarburo

TERMINACIÓN

Indica la longitud de la cadena.

PREFIJO

PrefijoLongitud de la cadena

Met- C1

Et- C2

Prop- C3

But- C4

Pent- C5

Hex- C6

Hept- C7

Oct- C8

Non- C9

Dec- C10

Alcano

-ano

Sencillo(C – C)

Alqueno

-eno

Doble (C = C)

Alquino

-ino

Triple (C C)

Hidrocarburo

Terminación

Enlace

Delante del nombre se coloca el número del primer carbono que lleva el enlace doble o triple, numerando la cadena por el carbono más próximo a ese enlace.

Ejemplo:

CH2 = CH – CH2 – CH2 – CH3

1 2 3 4 5

1- penteno

Poseen más de un grupo hidroxilo.


Física y Química

4.º ESOAlcoholes

hidroxilo

(Hidrocarburo terminado en -ol)

OHCH3 - CH2 - CH2 OH

CH3 - CHOH - CH3

CH3 - COH - CH3

CH3

1 - propanol

2 - propanol

metil -2 - propanol

CH2OH - CH2OH Etanodiol

POLIALCOHOLES

EJEMPLOS

PROPIEDADES

• Tienen puntos de ebullición muy altos.

• Son incoloros, menos densos que el agua y solubles en ella.

• Arden con mucha facilidad.


Física y Química

4.º ESOAldehídos y cetonas

Propanona

EJEMPLOS

PROPIEDADES

• Los aldehídos se convierten en alcoholes primarios al reaccionar con el H2 y las cetonas, en alcoholes secundarios.

• Con sustancias como el oxígeno o el reactivo de Tollens, los aldehídos forman ácido.

• Las cetonas reaccionan con el oxígeno con más dificultad que los aldehídos.

C

O

H

carbonilo

(Hidrocarburo terminado en –al)

H - CHO

CH3 - CHO

CH3 - CO - CH3

CH3 - CO - CH2 - CH3

Metanal

Etanal

ButanonaC

Ocarbonilo

(Hidrocarburo terminado en –ona)


Física y Química

4.º ESOÁcidos carboxílicos. Ácidos grasos.

EJEMPLOS

PROPIEDADES

•Reaccionan con sustancias básicas y dan sales.

• Actúan sobre algunos metales con desprendimiento de hidrógeno.

• Colorean de rojo el papel indicador de pH.

Ácido metanoico

Ácido etanoico oÁcido acéticoC

O

OH

carboxilo

(Hidrocarburo acabado en -oico)

H - COOH

CH3 - COOH

• Tienen puntos de ebullición muy altos.

CH3 - (CH2)16 - COOH

CH3 - (CH2)7 - CH = CH - (CH2)7 COOH

Son ácidos carboxílicos con un número elevado de átomos de carbono.LOS ÁCIDOS GRASOS

Ácido esteárico (saturado)

Ácido oleico (insaturado)

CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH Ácido linoleico (poliinsaturado)


Física y Química

4.º ESOCompuestos nitrogenados

EJEMPLOS

• Tienen propiedades químicas similares a las del amoniaco.

• Puntos de ebullición inferiores a los de los alcoholes y ácidos carboxílicos.

• Combustibles en estado gaseoso.

Metilamina

Etilmetilamina

• Las de menor masa molecular son bastante solubles en agua.

PROPIEDADES

aminaNH2

NH

(Radical acabado en -amina)

N

CH3 - NH - CH2 - CH3

CH3 - NH2

PROPIEDADES

C

O

NH2

amida

(Igual que el ácido sin la palabra ácido y

sustituyendo –oico por -amida)

EJEMPLOS

Metanamida

Etanamida

H - CONH2

CH3 - CONH2

• Las de menor masa molecular son solubles en agua.

• Se obtienen al reaccionar un ácido carboxílico con amoniaco y deshidratando la sal formada.

•Puntos de ebullición bastante elevados.

PROPIEDADES


Física y Química

4.º ESOPolímeros y polimerización

Un polímero es una macromolécula formada por la unión de moléculas más sencillas llamadas monómeros.

monómero polímero

Al proceso de unión de los monómeros se le denomina

polimerización.

HH||CC||HH

n

HHHHHH||||||CCCCCC||||||HHHHHH

Unidad repetitiva

polímeromonómero (eteno)

En un polímero siempre hay una unidad recurrente o repetitiva.

El eteno se polimeriza mediante reacciones de adición.EJEMPLO


Física y Química

4.º ESOPolímeros de importancia biológica

Los polisacáridos (polímeros) son glúcidos formados por la unión de monosacáridos (monómeros).

Las proteínas (polímeros) están formadas por la unión mediante un enlace peptídico de unidades llamadas aminoácidos (monómeros).

Un ácido nucleico es un polímero de nucleótidos (monómeros).

Glucosa

aminoácidos

nucleótido

Grupo G Monómero Plástico Utilidad


Física y Química

4.º ESOObtención de plásticos por polimerización

Los plásticos se obtienen por la polimerización de monómeros (fundamentalmente el eteno).

G representa el átomo o grupo de átomos que son sustituidos para obtener los diferentes plásticos.

–Cl

– CH3

– C6H5

Policloruro de vinilo

Polipropileno

Poliestireno

Discos, mangueras, cortinas de ducha, envoltura de alimentos…

Planchas, tubos, filamentos, redes de pesca, cuerdas, césped artificial…

Aislante eléctrico, hojas transparentes, embalajes, espuma de poliestireno aislante…


Física y Química

4.º ESOClasificación de los plásticos

En función de sus propiedades físicas, podemos clasificar los plásticos en…

Estructura molecular Ejemplo

Se reblandecen a altas temperaturas, volviéndose rígidos por enfriamiento.

Cuando se calientan por primera vez se reblandecen y se pueden moldear. Al enfriarse adquieren una consistencia

que impide que se deformen de nuevo.

Tienen una gran flexibilidad que les permite soportar grandes

deformaciones.

TERMOPLÁSTICOTERMOPLÁSTICO

TERMOESTABLETERMOESTABLE

ELASTÓMEROELASTÓMERO


Física y Química

4.º ESOPropiedades de los plásticos

CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICACONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA

CONDUCTIVIDAD TÉRMICACONDUCTIVIDAD TÉRMICA

DENSIDADDENSIDAD

TRANSPARENCIATRANSPARENCIA

COMPORTAMIENTO QUÍMICOCOMPORTAMIENTO QUÍMICO

Son muy poco conductores. Bajo ciertas condiciones pueden obtenerse polímeros conductores como el poliacetileno.

En muy pequeña y cuando se calientan funden fácilmente.

Se extiende desde 0,9 hasta 2,3 g/cc. Es pequeña porque los átomos que los componen son ligeros.

Pueden ser transparentes, translúcidos y opacos. Algunos como el polivinilo y el policarbonato presentan una transparencia similar al vidrio.


Física y Química

4.º ESOReciclaje de materiales plásticos

PROCEDIMIENTOS DE RECICLADO DE PLÁSTICOS

PROCEDIMIENTOS DE RECICLADO DE PLÁSTICOS

RECICLADO PRIMARIO

RECICLADO SECUNDARIO

RECICLADO TERCIARIO

RECICLADO CUATERNARIO

Conversión en otros artículos con propiedades idénticas a las del material original.

Conversión en otros artículos con propiedades inferiores a las del polímero original.

Degradar el polímero a compuestos básicos o a combustibles

Calentar el plástico y utilizarlo como combustible aprovechando la energía térmica liberada.

TERMOPLÁSTICOS TERMOESTABLES O PLÁSTICOS

CONTAMINADOS

PIRÓLISIS GASIFICACIÓN

se lleva a cabo con

se lleva a cabo con

mediante

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5 La química del carbono 1 Física y Química 4.º ESO Propiedades del átomo de carbono El carbono posee cuatro electrones en su capa externa y puede lograr