Química 11: Propiedades del Carbono

Study Notes

Un átomo de Carbono puede formar hasta cuatro enlaces de tipo covalente, que pueden ser sencillos, dobles o triples.
El Carbono puede enlazarse con elementos como hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre, flúor, cloro, bromo, yodo, entre otros.
El Carbono puede constituir cadenas de variada longitud, desde un átomo de carbono hasta miles, siendo lineales, ramificadas o cíclicas.

Los hidrocarburos saturados tienen todos sus átomos de carbono unidos mediante enlaces simples.
Se conocen como Alcanos y siempre tienen nombres terminados en –ano.
Los puntos de fusión y ebullición de los hidrocarburos saturados dependen del número de átomos de carbono que formen la cadena.
La presencia de ramificaciones disminuye el valor de los puntos de fusión y ebullición.
Los hidrocarburos saturados son insolubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos.
Tienen poca reactividad química, debido a la gran estabilidad de su enlace C-H.

La reacción de combustión es la más importante en los hidrocarburos saturados, ya que se utilizan como combustibles y son capaces de desprender gran cantidad de energía.
En la combustión siempre se desprende CO2 y agua.

En los hidrocarburos insaturados, los átomos de Carbono no están unidos a cuatro hidrógenos, sino que pueden estar unidos solamente a dos o un átomo de hidrógeno.
Según esto, se distinguirán si son Alquenos o Alquinos.

Se caracterizan por contener al menos un enlace doble entre dos átomos de carbono.
El caso más simple es el eteno, también llamado etileno.
El doble enlace determina las propiedades de los alquenos.
Los tres primeros miembros son gases a temperatura ordinaria (25°C), del C5 hasta el C18 son líquidos y los demás sólidos.
El punto de ebullición es un poco más bajo (algunos grados) que los alcanos, mientras que el punto de fusión es ligeramente mayor al de los alcanos.

Los hidrocarburos lineales que tienen al menos un enlace triple.
Se nombran de forma similar a los alcanos adoptando la terminación -ino.
El etino o acetileno es uno de los principales hidrocarburos de los alquinos.
Son gases hasta el C5, líquidos hasta el C15 y luego sólidos.
Sus puntos de ebullición y de fusión son más altos que los de los correspondientes alquenos y alcanos.
El triple enlace es menos reactivo que el doble enlace, debido a su mayor estabilidad.

En su estado fundamental, el Carbono tiene como configuración electrónica: 1S2 2S2 2P2.
Esto significa que tendría un par de electrones apareados en el orbital 1S, otro par de electrones apareados en el orbital 2S y únicamente dos electrones desapareados en los orbitales 2Px y 2Py.
Los estudios experimentales demostraron que un átomo de Carbono puede unirse a cuatro átomos de hidrógeno, aunque teóricamente no debería ser posible.
El modelo teórico de 'los Orbitales Híbridos' se desarrolló para superar esta incongruencia.