El átomo de carbono (Ana Gaby Canto Rosales)

En el tema pasado (El carbono en la naturaleza) pudimos ver algunas características del carbono y de sus derivados. En este tema nos adentraremos mas a fondo en este elemento.

La configuracion electrónica del carbono es la siguiente: 1s²2s²2p<sup>2

¿Cuántos enlaces puede formar el carbono? ¿De qué tipo?</sup>

El carbono (C) aparece en la segunda hilera de la tabla periódica y tiene cuatro electrones de enlace en su envoltura de valencia. Al igual que otros no metales, el carbono necesita ocho electrones para completar su envoltura de valencia. Por consiguiente, el carbono forma cuatro enlaces con otros átomos (cada enlace representa a uno de los electrones de carbono y uno de los electrones del átomo que se enlazan). Cada valencia de electrón participa en el enlace, por consiguiente el enlace del átomo de carbono se distribuirá parejamente sobre la superficie del átomo. Estos enlaces forman un tetradrón (una pirámide con una punta en la partesuperior), como se ilustra en el siguiente dibujo:

El carbono forma 4 enlaces

Los químicos orgánicos toman su diversidad de muchas diferentes maneras en las que el carbono puede enlazarse con otros átomos. Los químicos orgánicos más simples, llamados hidrocarbonos, contienen sólo carbono y átomos de hidrógeno; el hidrocarbóno más simple (llamado metano contiene un sólo átomo de carbono enlazado a cuatro átomos de hidrógeno:

Metano- un átomo de carbonoenlazado a 4 átomos dehidrógenos

Pero el carbono puede enlazarse con otros átomos de carbono adicionalmente al hidrógeno tal como se ilustra en el siguiente dibujo de la molécula etano:

Etano- un enlace carbono-carbono

cadenas en rama:

Hexano- una cadena de 6 carbonos

cadenas en rama:

Isohéxano- una cadena en ramas de carbono

anillos: 

Cycloéxano- un hidrocarbono en forma de anillo

Parece ser que no hay límites al número de estructuras diferentes que el carbono puede formar. Para añadirle complejidad a la química orgánica, átomos de carbono vecinos pueden formar enlaces dobles o triples adicionalmente a los enlaces de carbono-carbono:

Enlace sencillo	Enlace doble	Enlace triple

Recuerde que cada átomo de carbono forma cuatro enlaces. A medida que el número de enlaces entre cualquiera de dos átomos de carbono aumenta, el número de átomos de hidrógeno en la molécula disminuye.

¿Cuáles son las características o propiedades de los compuestos orgánicos?

Características de los compuestos organicos:

• Son Combustibles
• Poco Densos
• Electro conductores
• Poco Hidrosolubles
• Pueden ser de origen natural u origen sintético

¿Cómo se representan los compuestos orgánicos? ¿Qué tipo de fórmulas se utilizan?

La fórmula química es la forma escrita de una molécula. Debe proporcionar, como mínimo, dos informaciones importantes: qué elementos forman el compuesto y en qué proporción se encuentran dichos elementos en el mismo.

    La fórmula puede ser:

• Empírica:

    Es la fórmula más simple posible. Indica qué elementos forman la molécula y en qué proporción están. Es la fórmula que se obtiene a partir de la composición centesimal de un compuesto. Por ejemplo, si tenemos un hidrocarburo (formado por H y C) podemos combustionarlo en presencia de oxígeno, y a partir del CO₂ y H₂O que se forman determinar la cantidad de C e H que contiene. Bastará calcular los moles de C e H, y dividir estas dos cantidades por el valor más pequeño determinando la proporción de los átomos en el compuesto, es decir, su fórmula empírica.

    Ejemplo :   CH,  compuesto formado por carbono e hidrógeno, en la proporción: 1 a 1.

• Molecular:

    

Indica el número total de átomos de cada elemento en la molécula. Para conocer la fórmula molecular a partir de la empírica es preciso conocer la masa molecular del compuesto. A partir de las propiedades coligativas, como presión osmótica, descenso crioscópico o aumento ebulloscópico, podemos determinar la masa molecular, y a partir de ésta la fórmula molecular con una simple proporción.

    Hay tres formas distintas de escribir una fórmula molecular:

Condensada	Expresa el tipo y número de átomos de la molécula. Pero no informa de los enlaces que presenta la misma.	Ejemplo:  C6H6   compuesto formado por seis átomos de carbono y seis átomos de hidrógeno.
Semidesarrollada	En ella se representa sólo los enlaces carbono-carbono.	Ejemplo: HC º CH  presenta un enlace triple carbono-carbono.
Desarrollada o Estructural	Se representan todos los enlaces de la molécula.	Ejemplo:  H - C º C - H  En la mayor parte de los casos bastará con la fórmula semidesarrollada.

     Geométricas:

 Abrevian la escritura e indican la distribución de los átomos en el plano o en el espacio.

Planas	en lugar de       CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3
Tridimensionales	Las cuñas y líneas discontinuas pretenden ayudar a dar perspectiva a la molécula. COOH   y  H  están en el plano.OH está detrás del plano. CH3  está delante del plano.