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• El carbono es sólido a temperaturaambiente, y según la forma en la que se hayaformado, presenta en la naturaleza diferentesformas, conocidas como formas alotrópicas.
El carbono en la naturaleza
DiamanteVariedad de carbono que se encuentra en forma de cristales transparentes de gran dureza. Es
una rara forma que tiene su origen en el interior de la Tierra donde el carbono está sometido a
temperaturas y presiones muy elevadas.
Libre
GrafitoVariedad de carbono muy difundida en la naturaleza. Es una sustancia
negra, brillante, blanda y untosa al tacto. Se presenta en escamas o
láminas cristalinas ligeramente adheridas entre si, que pueden resbalarunas sobre otras.
Los átomos de carbono forman una red
cristalina atómica en la que cada átomo esta
unido a los cuatro de su entorno por fuertes
enlaces covalentes.
No hay electrones móviles. Esto explica su
extraordinaria dureza, su insolubilidad en
cualquier disolvente y su nula conductividadeléctrica.
Los átomos de carbono se disponen en láminas planas formando hexágonos. Cada átomo está unido
a otros tres por medio de enlaces covalentes.
El cuarto electrón se sitúa entre las láminas y posee movilidad. Por esto el grafito es fácilmenteexfoliable y un excelente conductor del calor y la electricidad.
Fullerenos: se forman cuando el grafito se vaporiza en un láser.Esta es una variedad de grupos, grandes que tienen un núcleoconstante de átomos de carbono.Se denomina fullereno a dicho agrupamiento de átomos, siendo el másfamoso el conocido como C60.
Fue descubierto en 1985 por H. Kroto, cuando intentaba estudiar laestructura de una molécula de carbono, misteriosa hasta elmomento, que existe en el espacio exterior.
El ciclo del carbono
Ciclo del carbono: conjunto deprocesos mediante los cuales serealiza el intercambio del carbonoentre los seres vivos y el medioque les rodea.
Mediante la función denutrición, los seres vivos toman elcarbono de la materia que lesrodea para elaborar loscompuestos que forman parte desu organismo. Por medio de larespiración y la descomposición demateria orgánica, el carbonovuelve a su entorno. De estamanera se completa el llamadociclo del carbono
El átomo de carbonoLos compuestos que forma el carbono son numerosísimos. Se calcula que superan los tres millones y cadaaño se descubren o sintetizan unos cien mil más.
Esta extraordinaria capacidad de combinación de carbono se debe a su estructura electrónica.
C (Z = 6) 1s2 2s2 2p2
Dispone de cuatro electrones en su nivel más externo, con lo que puede formar cuatro enlaces covalentes.
Puede establecer enlaces con otros elementos, o bien entre átomos de carbono
Enlace entre el carbono y otros elementos
En el metano, CH4, el átomo de carbono forma cuatro
enlaces covalentes con cuatro átomos de hidrógeno
Enlaces simples entre átomos de carbono
En el etano, C2H6, cada átomo de carbono forma un
enlace covalente simple con el otro átomo.
Enlaces dobles entre átomos de carbono
En el eteno, C2H4, cada átomo de carbono forma un
enlace covalente doble con el otro átomo
Enlaces triples entre átomos de carbono
En el etino, C2H2, cada átomo de carbono forma un
enlace covalente triple con el otro átomo
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Tipos de hibridación y enlace. El carbono puede hibridarse de tres maneras
distintas:
Hibridación sp3:
– 4 orbitales sp3 iguales que forman 4 enlaces simples
de tipo “ ” (frontales).
Hibridación sp2:
– 3 orbitales sp2 iguales que forman enlaces “ ” + 1
orbital “p” (sin hibridar) que formará un enlace “ ”
(lateral)
Hibridación sp:
– 2 orbitales sp iguales que forman enlaces “ ” + 2
orbitales “p” (sin hibridar) que formarán sendos
enlaces “ ”
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Representación de moléculas orgánicas. Tipos de fórmulas.
• Empírica. Ej. CH2O
• Molecular Ej. C3H6O3
• Semidesarrollada (Es la más utilizada en la química orgánica) Ej. CH3–CHOH–COOH
• Desarrollada Ej. H O–H
(no se usa demasiado) H–C–C–C=O
H H O–H
• Con distribución espacial (utilizadas en estereoisomería)
No sirven para identificar compuestos
9
9
Primarios (a) CH3 CH3
Secundarios (b) CH3–C–CH2–CH–CH3
Terciarios (c) CH2
Cuaternarios (d) CH3
a a
a
a
a
Tipos de átomos de carbono(en las cadenas carbonadas)
b
b
d
c
10
10
CH3 CH3
CH3–C – CH–CH2 – C – CH2 –CH–CH3
CH2 CH3 CH3 CH3
CH3
Ejercicio: Indica el tipo de carbono, primario (a),
secundario (b), terciario (c) o cuaternario (d) que
hay en la siguiente cadena carbonada:
