Química Orgánica y Carbono

Isótopos de Carbono

• El carbono tiene tres isótopos principales: carbono-12 (^12C), carbono-13 (^13C) y carbono-14 (^14C).
• ^12C representa el 98.9% del carbono en la naturaleza, usado para cálculos de moléculas y pesos atómicos.
• ^13C es estable y se utiliza en estudios de resonancia magnética nuclear y análisis de trazadores.
• ^14C es radiactivo y se utiliza en datación por carbono, permitiendo determinar la antigüedad de restos biológicos.

Hibridación del Carbono

• La hibridación del carbono describe la mezcla de orbitales atómicos para formar nuevos orbitales híbridos.
• El carbono puede presentar hibridación sp³ (tetraédrica), sp² (trigonal plana) o sp (lineal).
• La hibridación sp³ forma enlaces simples y es típica en compuestos como el metano.
• La hibridación sp² forma un doble enlace, presente en eteno, y sp forma triple enlaces, como en el etino.

Formas Alotrópicas del Carbono

• Existen varias formas alotrópicas del carbono, incluyendo: grafito, diamante, grafeno y nanotubos de carbono.
• El grafito tiene capas de átomos que se deslizan fácilmente, lo que le confiere su propiedad de lubricante.
• El diamante, con su estructura tetraédrica, es extremadamente duro y transparente.
• El grafeno es una sola capa de átomos de carbono dispuestos en una red bidimensional, con propiedades eléctricas excepcionales.
• Los nanotubos de carbono son estructuras cilíndricas que exhiben alta resistencia y conductividad.

Familias de Compuestos Orgánicos

• Los compuestos orgánicos se clasifiquen en familias como hidrocarburos, alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres, aminas, entre otros.
• Los hidrocarburos se dividen en saturados (alcanos) y no saturados (alquenos y alquinos).
• Los alcoholes contienen un grupo hidroxilo (-OH) y son solubles en agua.
• Los ácidos carboxílicos tienen un grupo carboxilo (-COOH) y pueden participar en reacciones de esterificación.

Mecanismos de Reacción

• Un mecanismo de reacción describe los pasos a nivel molecular que ocurren durante una reacción química.
• Incluyen fases como la formación de enlaces, ruptura de enlaces y reordenamiento de átomos.
• Mecanismos comunes son la adición, eliminación, sustitución y rearrangement.
• Entender los mecanismos permite prever productos y condiciones de reacción.

Reacciones Orgánicas

• Las reacciones orgánicas incluyen procesos como la sustitución nucleofílica, adición electrofílica y oxidación-reducción.
• La reacción de sustitución nitrílica involucra el reemplazo de un grupo funcional en un compuesto.
• Las reacciones de adición son típicas en compuestos insaturados, donde se rompen dobles o triples enlaces.
• La reacción de combate entre un reactivo y un nucleófilo o un electrófilo determina la dirección de la reacción orgánica.