¿Qué es el Carbono?
Puede
presentarse en forma dura como el Diamante y en forma blenda como el Grafito.
Presenta una gran afinidad para en lazarse químicamente con otros átomos
pequeños y así formar cadenas y gracias a su pequeño radio puede formar enlaces
múltiples. Ejemplos: El dióxido de carbono que lo forma con el oxigeno. Los
hidrocarburos que los forma con el hidrogeno.
El carbono es uno de los
elementos que se encuentran con mayor frecuencia en la naturaleza, es capaz de
formar diversas combinaciones con otros átomos y con átomos de su mismo tipo
gracias a su configuración electrónica y tiene muchas aplicaciones.
Propiedades Físicas
Este
es sólido, insípido, inodoro, y poco soluble en agua. Además conduce mal el
calor y la electricidad (con la
excepción del grafito) - Por otra parte el carbón no es dúctil ni tampoco
maleable.
Estado de la materia Sólido (no magnético)
Punto de fusión 3823 K (diamante), 3800 K (grafito)
Punto de ebullición 5100 K (grafito)
Entalpía de vaporización 711 kJ/mol (grafito; sublima)
Entalpía de fusión 105 kJ/mol (grafito) (sublima)
Presión de vapor _ Pa
Velocidad del sonido 18.350 m/s (diamante)
Estado de la materia Sólido (no magnético)
Punto de fusión 3823 K (diamante), 3800 K (grafito)
Punto de ebullición 5100 K (grafito)
Entalpía de vaporización 711 kJ/mol (grafito; sublima)
Entalpía de fusión 105 kJ/mol (grafito) (sublima)
Presión de vapor _ Pa
Velocidad del sonido 18.350 m/s (diamante)
Propiedades
químicas
Este
forma óxidos ácidos o anhídridos cuando se mezcla con el oxígeno (CO, CO2) y
radicales (CO3). Además posee cuatro electrones en el último nivel de energía
(es Tetravalente). - El carbono es importante ya que forma la materia viva.
|
Carbono
| |
|
Número
atómico
|
6
|
|
Valencia
|
2,+4,-4
|
|
Estado
de oxidación
|
+4
|
|
Electronegatividad
|
2,5
|
|
Radio
covalente (Å)
|
0,77
|
|
Radio
iónico (Å)
|
0,15
|
|
Radio
atómico (Å)
|
0,914
|
|
Configuración
electrónica
|
1s22s22p2
|
|
Primer
potencial de ionización (eV)
|
11,34
|
|
Masa
atómica (g/mol)
|
12,01115
|
|
Densidad
(g/ml)
|
2,26
|
|
Punto
de ebullición (ºC)
|
4830
|
|
Punto
de fusión (ºC)
|
3727
|
Compuestos inorgánicos del carbono
monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), carbonatos
(contienen el anión CO3(2-)), bicarbonatos (también llamados
hidrogenocarbonatos, contienen el anión HCO3(-)), el carbono elemental en sus
formas de grafito y diamante, los fullerenos ("bolas" de átomos de carbono,
entre 50 y 70 átomos por bola), los nanotubos (cilindros de átomos de carbono
huecos por dentro), los acetiluros (sales que contienen el ión C2(2-)), los
carburos (contienen el ión C(4-), aunque no es un auténtico ión, porque tiene
mucha componente de enlace covalente), los carbonilos metálicos (nucleos
metálicos que llevan como ligando el grupo CO)... Bueno, en realidad aquí
también se incluirían muchas sales que llevan aniones con carbono, como los
xantatos, que son sales con el grupo C(=S)--S y una carga negativa, o los
cianuros, que son sales del anión CN(-) (y también su correspondiente ácido, el
cianhídrico, HCN)... no sé si me estoy olvidando de alguno...
También, a medio camino entre la química orgánica y la inorgánica se encuentra el metano, que es CH4, pero lo investigan los inorgánicos para temas medioambientales, por ejemplo, y sobre todo, los compuestos organometálicos, donde cadenas típicamente orgánicas (alquilos, alquenos, alquinos, derivados bencénicos y aromáticos...) se unen a centros metálicos, y son estudiados con detalle por ambas ramas.
También, a medio camino entre la química orgánica y la inorgánica se encuentra el metano, que es CH4, pero lo investigan los inorgánicos para temas medioambientales, por ejemplo, y sobre todo, los compuestos organometálicos, donde cadenas típicamente orgánicas (alquilos, alquenos, alquinos, derivados bencénicos y aromáticos...) se unen a centros metálicos, y son estudiados con detalle por ambas ramas.
Compuestos orgánicos del carbono
Entre los principales elementos que forman el cuerpo de los seres vivos
destacan cuatro, éstos son: carbono
(C), hidrógeno
(H), oxígeno
(O) y nitrógeno (N).
Estos cuatro elementos forman 97.4% del organismo de los seres vivos (carbono 9.5%, hidrógeno 63%, oxígeno 23.5% y nitrógeno 1.4%). El porcentaje restante (2.6%) lo integran los demás elementos de la tabla periódica.
Por su constitución, los compuestos pueden agruparse en dos tipos: orgánicos e inorgánicos.
Los orgánicos se caracterizan porque en su composición interviene el carbono, además de otros elementos. Los compuestos en cuya composición no aparece este elemento se llaman inorgánicos.
Hay algunas excepciones: por ejemplo, el dióxido de carbono (CO2) es un compuesto inorgánico, aunque en su composición aparezca el carbono.
Los compuestos inorgánicos que están presentes en los seres vivos son el agua y las sales minerales. Los orgánicos son los carbohidratos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos.
Tanto las cosas como los seres vivos están formados por elementos químicos. Sin embargo, en los seres vivos la organización, la disposición y combinación de sus moléculas dan como resultado las propiedades y características por las cuales se manifiesta la vida.
Todos los seres vivos son una combinación de compuestos orgánicos e inorgánicos integrados y ordenados, de tal manera que forman la materia necesaria para que se realicen con precisión los distintos procesos funcionales que son esenciales para la vida.
Estos cuatro elementos forman 97.4% del organismo de los seres vivos (carbono 9.5%, hidrógeno 63%, oxígeno 23.5% y nitrógeno 1.4%). El porcentaje restante (2.6%) lo integran los demás elementos de la tabla periódica.
Por su constitución, los compuestos pueden agruparse en dos tipos: orgánicos e inorgánicos.
Los orgánicos se caracterizan porque en su composición interviene el carbono, además de otros elementos. Los compuestos en cuya composición no aparece este elemento se llaman inorgánicos.
Hay algunas excepciones: por ejemplo, el dióxido de carbono (CO2) es un compuesto inorgánico, aunque en su composición aparezca el carbono.
Los compuestos inorgánicos que están presentes en los seres vivos son el agua y las sales minerales. Los orgánicos son los carbohidratos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos.
Tanto las cosas como los seres vivos están formados por elementos químicos. Sin embargo, en los seres vivos la organización, la disposición y combinación de sus moléculas dan como resultado las propiedades y características por las cuales se manifiesta la vida.
Todos los seres vivos son una combinación de compuestos orgánicos e inorgánicos integrados y ordenados, de tal manera que forman la materia necesaria para que se realicen con precisión los distintos procesos funcionales que son esenciales para la vida.
Se les llama elementos biogenésicos (formadores de vida, bios, que significa "vida" y,
génesis, "origen" o "formación") a aquellos que intervienen en la conformación
de los seres vivos. Los más importantes son el carbono, hidrógeno, oxígeno y
nitrógeno.
El carbono tiene propiedades químicas que lo hacen muy importante para los seres vivos. Por ejemplo, puede unir sus átomos para formar largas cadenas que, a su vez, son los componentes básicos de las sustancias orgánicas, como el caso de las proteínas, las grasas y los azúcares. El carbono es tan importante que hay una rama de la química que se encarga de estudiar los compuestos de cadenas largas y cortas que forma este elemento: la química orgánica. Todas las biomoléculas se basan en los átomos de carbono para formar su estructura.
El hidrógeno es un gas incoloro, inodoro e insípido; es más ligero que el aire y es muy activo químicamente, es decir, puede reaccionar con la mayoría de los elementos y compuestos químicos. Forma parte de todos los compuestos orgánicos, junto con el carbono.
El oxígeno es un gas muy importante para la mayoría de los seres vivos, pues resulta indispensable para la respiración. Se le encuentra en una proporción de 21% en el aire. Las reacciones en las que el oxígeno se combina con otros elementos se conocen como oxidaciones. Además, el oxígeno es un gas comburente, es decir, ayuda a la combustión de las sustancias y forma parte de gran cantidad de compuestos orgánicos.
El nitrógeno también es muy importante para la vida, porque se encuentra en la composición química de todas las proteínas. En la naturaleza se encuentra de forma libre como parte del aire atmosférico, o combinado en forma de sales, llamadas nitratos, que se hallan principalmente en el suelo. El nitrógeno de estas sales es el que los vegetales utilizan para formar proteínas.
Estos elementos también pueden encontrarse en las cosas; forman parte de las rocas, el aire, el agua. En los compuestos orgánicos la combinación de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno es equilibrada y estable, pues se unen por medio de enlaces químicos difíciles de romper llamados covalentes, en los que los átomos comparten sus electrones.
En la tabla periódica, los elementos biogenésicos tienen la siguiente ubicación: el carbono se encuentra en la familia 14, periodo 2 y su estado es sólido; el hidrógeno es un gas que corresponde a la familia 1, periodo 1; el nitrógeno se localiza en la familia 2, periodo 15 y también es un gas; en tanto que el oxígeno es un gas que se ubica en la familia 16, periodo 2. Juntos, representan el 4.36% del total de elementos de la tabla periódica.
Al combinarse entre sí los elementos biogenésicos forman grupos con propiedades físicas y químicas especiales, que se presentan en las moléculas biológicas, dándoles características particulares. Los principales grupos funcionales son:
El carbono tiene propiedades químicas que lo hacen muy importante para los seres vivos. Por ejemplo, puede unir sus átomos para formar largas cadenas que, a su vez, son los componentes básicos de las sustancias orgánicas, como el caso de las proteínas, las grasas y los azúcares. El carbono es tan importante que hay una rama de la química que se encarga de estudiar los compuestos de cadenas largas y cortas que forma este elemento: la química orgánica. Todas las biomoléculas se basan en los átomos de carbono para formar su estructura.
El hidrógeno es un gas incoloro, inodoro e insípido; es más ligero que el aire y es muy activo químicamente, es decir, puede reaccionar con la mayoría de los elementos y compuestos químicos. Forma parte de todos los compuestos orgánicos, junto con el carbono.
El oxígeno es un gas muy importante para la mayoría de los seres vivos, pues resulta indispensable para la respiración. Se le encuentra en una proporción de 21% en el aire. Las reacciones en las que el oxígeno se combina con otros elementos se conocen como oxidaciones. Además, el oxígeno es un gas comburente, es decir, ayuda a la combustión de las sustancias y forma parte de gran cantidad de compuestos orgánicos.
El nitrógeno también es muy importante para la vida, porque se encuentra en la composición química de todas las proteínas. En la naturaleza se encuentra de forma libre como parte del aire atmosférico, o combinado en forma de sales, llamadas nitratos, que se hallan principalmente en el suelo. El nitrógeno de estas sales es el que los vegetales utilizan para formar proteínas.
Estos elementos también pueden encontrarse en las cosas; forman parte de las rocas, el aire, el agua. En los compuestos orgánicos la combinación de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno es equilibrada y estable, pues se unen por medio de enlaces químicos difíciles de romper llamados covalentes, en los que los átomos comparten sus electrones.
En la tabla periódica, los elementos biogenésicos tienen la siguiente ubicación: el carbono se encuentra en la familia 14, periodo 2 y su estado es sólido; el hidrógeno es un gas que corresponde a la familia 1, periodo 1; el nitrógeno se localiza en la familia 2, periodo 15 y también es un gas; en tanto que el oxígeno es un gas que se ubica en la familia 16, periodo 2. Juntos, representan el 4.36% del total de elementos de la tabla periódica.
Al combinarse entre sí los elementos biogenésicos forman grupos con propiedades físicas y químicas especiales, que se presentan en las moléculas biológicas, dándoles características particulares. Los principales grupos funcionales son:
·
Grupo hidroxilo (-OH)
·
Grupo carboxilo (-COOH)
·
Grupo metilo (-CH3)
·
Grupo amino (-NH2)
Estos grupos al reaccionar y combinarse químicamente forman una gran
variedad de compuestos orgánicos
Los
hidrocarburos saturados son
compuestos químicos que se encuentran formados en exclusiva por átomos de carbono y de hidrógeno. Dichos compuestos se
obtienen por destilación fraccionada, a partir del petróleo
o el gas natural.
Los
hidrocarburos saturados, son los hidrocarburos
alifáticos que tienen todos sus átomos de carbono unidos mediante
enlaces de tipo simple. Este tipo de hidrocarburos sigue la fórmula
generalizada, CnH2n+2, en donde “n”, hace referencia al número de carbonos que
forman la molécula.
A
los hidrocarburos saturados se les da su nombre según el número de átomos de
carbono que posea la cadena que forma la molécula, añadiendo la terminación
–ano.
Ejemplos:
Esta
serie de compuestos, es también conocida como serie homóloga, debido a que, a pesar
de cada molécula encontrarse formada por un número diferente de átomos de
carbono, todas ellas tienen en común el mismo grupo
funcional.
Cuando
un hidrocarburo pierde un hidrógeno, se forma lo que se conoce
como un radical. Los radicales
se nombrarán igual que el hidrocarburo del cual viene, pero cambiando la
terminación-ano, por –ilo, en el caso de que nombremos aisladamente al radical,
o con la terminación –il, en el caso de nombrar el compuesto
entero.
Ejemplos:
Los
hidrocarburos con cadena ramificada
se nombran siguiendo unas sencillas
reglas:
1.
Se
elige como cadena base, aquella que sea más
larga.
2.
Numeramos
los carbonos iniciando la numeración por la parte más cercana a la
ramificación.
3.
Las
ramificaciones se nombraran con orden alfabético, anteponiendo en número del
carbono al cual se encuentran unidas. Los radicales serán lo que primero se
nombre dentro de la molécula. Ejemplo: 3-etil, 2,5-
dimetilheptano
También
existen hidrocarburos saturados
cíclicos, en los cuales, todos los átomos de carbono están como mínimo
unidos a dos carbonos. Estos hidrocarburos siguen la fórmula generalizada,
CnH2n, nombrándose de la misma manera que los hidrocarburos que tienen cadena
abierta pero anteponiendo al nombre el prefijo
–ciclo.
Las propiedades de los hidrocarburos
saturados son principalmente :
Ejemplo:
metano→
pto.fusión
= 184ºC
, pto.ebullición
= 164 ºC
n-butano
→
pto.fusión
= 138 ºC,
pto.ebullición
= 0,5ºC
-Combustión: La reacción de combustión
es la más importante en los hidrocarburos saturados, pues dichos hidrocarburos
se utilizan como combustibles, ya que son capaces de desprender gran cantidad de
energía. En la combustión siempre se desprende CO2 y
agua.
Ejemplo:
reacción de combustión del butano:
2
C4H10 + 13 O2 →
8 CO2 + 10 H2O + 2.640 KJ/mol
-
Craqueo: se trata del proceso de
descomposición de los hidrocarburos saturados en otros hidrocarburos que sean
más pequeños, es decir, con menor número de carbonos. Cuando esta reacción se
produce con calor, se llama craqueo térmico, cuando se realiza mediante
catalizadores, se llama craqueo catalítico. El craqueo se utiliza para conseguir
gasolina a partir de fracciones del petróleo que tengan mayor
peso.
-Halogenación: En este tipo de
reacciones se sustituye un hidrógeno del hidrocarburo por un elemento
halógeno.
Los
hidrocarburos saturados proceden del petróleo y del gas natural, aunque también
pueden ser sintetizados en el laboratorio. Una de las formas más utilizadas para
la obtención de los hidrocarburos, es la adición de hidrógeno en los enlaces
dobles que tienen los alquenos, o los triples de los alquinos. Dicha reacción
siempre se produce en presencia de catalizadores como el paladio, o el níquel,
con el fin de dar hidrocarburos (alcanos) de esqueleto carbonado y enlaces
simples.
http://quimica.laguia2000.com/enlaces-quimicos/hidrocarburos-saturados
¿Qué son los hidrocarburos insaturados?
Un hidrocarburo
insaturado es un hidrocarburo
en que algún átomo
de carbono
no está saturado
(es decir, unido a otros cuatro átomos exclusivamente por enlaces
simples) sino que tiene algún enlace
doble o triple.
Los hidrocarburos insaturados pueden ser de dos tipos: alquenos (con
dobles enlaces) y alquinos (con triples enlaces). Todos ellos hidrocarburos
lineales no cíclicos.
Combustión:
Hidrocarburo insaturado + O2 ----> CO2 + H2O
Tienen al menos un enlace doble entre dos átomos de carbono. El caso más
simple es el eteno o etileno, CH2=CH2. El siguiente será el propano, CH3-CH=CH2,
con dos átomos de carbono unidos mediante un enlace doble y el otro con enlace
simple.
Estos hidrocarburos se nombran de igual forma que los alcanos pero con
la terminación -eno. Los
siguientes alquenos es el buteno. A partir precisamente del buteno será
necesario precisar la posición del doble enlace numerando la cadena, ya que
existen dos butenos con propiedades diferentes, que son el 1-buteno,
C4H3-C3H2-C2H=C1H2, y el 2-buteno,
C4H3-C3H=C2H-C1H3
Estos compuestos son isómeros, pues tienen la misma fórmula molecular
(C4H8) y se llaman isómeros de posición. Los alquenos pueden ramificarse, al
igual que los alcanos, ejemplo: el
2-metil-2-penteno.
Alquinos
Los hidrocarburos lineales que tienen al menos un enlace triple. Se
nombran de forma similar a los alcanos adoptando la terminación -ino. Al igual que en los alquenos, a
partir del butino hay que numerar la posición del triple enlace, y aparecen
isómeros de posición. Además, los alquinos pueden ramificarse igual que los
alcanos y alquenos, dando lugar a isómeros de cadena. El más simple de ellos es
el acetileno o etino, y el siguiente de la serie es el
propino.
Cadenas
carbonadas lineales
El
término de cadena lineal se utiliza para referirse a las cadenas hidrocarbonadas
no ramificadas. Las cadenas carbonadas no son verdaderamente lineales debido a
la geometría tetraédrica alrededor del átomo de
carbono.
El
metano es el compuesto orgánico más sencillo, en este el átomo de carbono
central tienen 4 átomos de hidrogeno enlazados en forma covalente, esta es una
formula estructural que representa cada átomo y los átomos a los que estos se
encuentran entrelazados.
Cadenas
carbonadas ramificadas
Una
cadena ramificada de átomos de carbonos consta de una cadena carbonada y de por
lo menos un átomo de carbono adicional enlazado a uno de los átomos de carbono
anteriores. El alcano ramificado más sencillo es el
isobutano.
Estructuras
ciclicas
Además
de las dos anteriores existen estructuras cíclicas (estructuras de anillo). Una
estructura cíclica de átomos de carbono puede considerarse como resultado de
retirar un hidrogeno de cada átomo de carbono terminal de una cadena no
ramificada y luego juntar los extremos.
La
estructura cíclica más sencilla es el
ciclopropano.
Formas
alotrpicas del carbono
El
carbono se presenta en 7 formas alotrópicas: Carbono amorfo, grafito, diamante,
fulerenos, nanotubos, carbinos y nanoespumas
Una de las formas en que se encuentra el carbono es el grafito, que es el material del cual está hecha la parte interior de los lápices de madera.
El grafito tiene exactamente los mismos átomos del diamante, pero por estar dispuestos en diferente forma, su textura fuerza y color son diferentes.
Los diamantes naturales se forman en lugares donde el carbono ha sido sometido a grandes presiones y altas temperaturas. Los diamantes se pueden crear artificialmente, sometiendo el grafito a temperaturas y presiones muy altas. Su precio es menor al de los diamantes naturales, pero si se han elaborado adecuadamente tienen la misma fuerza, color y transparencia.
La forma amorfa es esencialmente grafito, pero no llega a adoptar una estructura cristalina macroscópica. Esta es la forma presente en la mayoría de los carbones y en el hollín.
A presión normal, el carbono adopta la forma del grafito, en la que cada átomo está unido a otros tres en un plano compuesto de celdas hexagonales; este estado se puede describir como 3 electrones de valencia en orbitales híbridos planos sp2 y el cuarto en el orbital p.
Las dos formas de grafito conocidas alfa (hexagonal) y beta (romboédrica) tienen propiedades físicas idénticas. Los grafitos naturales contienen más del 30% de la forma beta, mientras que el grafito sintético contiene únicamente la forma alfa. La forma alfa puede transformarse en beta mediante procedimientos mecánicos, y ésta recristalizar en forma alfa al calentarse por encima de 1000 °C.
Debido a la deslocalización de los electrones del orbital pi, el grafito es conductor de la electricidad, propiedad que permite su uso en procesos de electroerosión. El material es blando y las diferentes capas, a menudo separadas por átomos intercalados, se encuentran unidas por enlaces de Van de Waals, siendo relativamente fácil que unas deslicen respecto de otras, lo que le da utilidad como lubricante.
A muy altas presiones, el carbono adopta la forma del diamante, en el cual cada átomo está unido a otros cuatro átomos de carbono, encontrándose los 4 electrones en orbitales sp3, como en los hidrocarburos.
El diamante presenta la misma estructura cúbica que el silicio y el germanio y, gracias a la resistencia del enlace químico carbono-carbono, es, junto con el nitruro de boro, la sustancia más dura conocida. La transición a grafito a temperatura ambiente es tan lenta que es indetectable. Bajo ciertas condiciones, el carbono cristaliza como lonsdaleíta, una forma similar al diamante pero hexagonal.
Los fulerenos tienen una estructura similar al grafito, pero el empaquetamiento hexagonal se combina con pentágonos (y en ciertos casos, heptágonos), lo que curva los planos y permite la aparición de estructuras de forma esférica, elipsoidal o cilíndrica.
El fulereno constituido por 60 átomos de carbono, que presenta una estructura tridimensional y geometría similar a un balón de fútbol, es especialmente estable. Los fulerenos en general, y los derivados del C60 en particular, son objeto de intensa investigación en química desde su descubrimiento a mediados de los 1980.
A esta familia pertenecen también los nanotubos de carbono, que pueden describirse como capas de grafito enrolladas en forma cilíndrica y rematadas en sus extremos por hemiesferas (fulerenos), y que constituyen uno de los primeros productos industriales de la nanotecnología.
A escala macroscópica su aspecto es como el del negro de carbón y es muy ligero. Posee una pequeñísima densidad, de aproximadamente 2 mg/cm3 y una superficie específica de 300-400 m2/g. La nanoespuma de carbono es semiconductora, por lo que puede tener aplicaciones en el campo de la electrónica.
Pero su propiedad más destacable, y que hace de este material único entre los materiales de carbón, es que posee propiedades magnéticas, actuando como un imán. A temperatura ambiente esta propiedad desaparece al cabo de unas pocas horas después de que la nanoespuma de carbono ha sido sintetizada, aunque sí se conserva a temperaturas inferiores a -183 ºC.
Una de las formas en que se encuentra el carbono es el grafito, que es el material del cual está hecha la parte interior de los lápices de madera.
El grafito tiene exactamente los mismos átomos del diamante, pero por estar dispuestos en diferente forma, su textura fuerza y color son diferentes.
Los diamantes naturales se forman en lugares donde el carbono ha sido sometido a grandes presiones y altas temperaturas. Los diamantes se pueden crear artificialmente, sometiendo el grafito a temperaturas y presiones muy altas. Su precio es menor al de los diamantes naturales, pero si se han elaborado adecuadamente tienen la misma fuerza, color y transparencia.
La forma amorfa es esencialmente grafito, pero no llega a adoptar una estructura cristalina macroscópica. Esta es la forma presente en la mayoría de los carbones y en el hollín.
A presión normal, el carbono adopta la forma del grafito, en la que cada átomo está unido a otros tres en un plano compuesto de celdas hexagonales; este estado se puede describir como 3 electrones de valencia en orbitales híbridos planos sp2 y el cuarto en el orbital p.
Las dos formas de grafito conocidas alfa (hexagonal) y beta (romboédrica) tienen propiedades físicas idénticas. Los grafitos naturales contienen más del 30% de la forma beta, mientras que el grafito sintético contiene únicamente la forma alfa. La forma alfa puede transformarse en beta mediante procedimientos mecánicos, y ésta recristalizar en forma alfa al calentarse por encima de 1000 °C.
Debido a la deslocalización de los electrones del orbital pi, el grafito es conductor de la electricidad, propiedad que permite su uso en procesos de electroerosión. El material es blando y las diferentes capas, a menudo separadas por átomos intercalados, se encuentran unidas por enlaces de Van de Waals, siendo relativamente fácil que unas deslicen respecto de otras, lo que le da utilidad como lubricante.
A muy altas presiones, el carbono adopta la forma del diamante, en el cual cada átomo está unido a otros cuatro átomos de carbono, encontrándose los 4 electrones en orbitales sp3, como en los hidrocarburos.
El diamante presenta la misma estructura cúbica que el silicio y el germanio y, gracias a la resistencia del enlace químico carbono-carbono, es, junto con el nitruro de boro, la sustancia más dura conocida. La transición a grafito a temperatura ambiente es tan lenta que es indetectable. Bajo ciertas condiciones, el carbono cristaliza como lonsdaleíta, una forma similar al diamante pero hexagonal.
Los fulerenos tienen una estructura similar al grafito, pero el empaquetamiento hexagonal se combina con pentágonos (y en ciertos casos, heptágonos), lo que curva los planos y permite la aparición de estructuras de forma esférica, elipsoidal o cilíndrica.
El fulereno constituido por 60 átomos de carbono, que presenta una estructura tridimensional y geometría similar a un balón de fútbol, es especialmente estable. Los fulerenos en general, y los derivados del C60 en particular, son objeto de intensa investigación en química desde su descubrimiento a mediados de los 1980.
A esta familia pertenecen también los nanotubos de carbono, que pueden describirse como capas de grafito enrolladas en forma cilíndrica y rematadas en sus extremos por hemiesferas (fulerenos), y que constituyen uno de los primeros productos industriales de la nanotecnología.
A escala macroscópica su aspecto es como el del negro de carbón y es muy ligero. Posee una pequeñísima densidad, de aproximadamente 2 mg/cm3 y una superficie específica de 300-400 m2/g. La nanoespuma de carbono es semiconductora, por lo que puede tener aplicaciones en el campo de la electrónica.
Pero su propiedad más destacable, y que hace de este material único entre los materiales de carbón, es que posee propiedades magnéticas, actuando como un imán. A temperatura ambiente esta propiedad desaparece al cabo de unas pocas horas después de que la nanoespuma de carbono ha sido sintetizada, aunque sí se conserva a temperaturas inferiores a -183 ºC.
Nombre
de los primeros 25 hidrocarburos
1
= metano
2 = etano
3 = propano
4 = butano
5 = pentano
6 = hexano
7 = heptano
8 = octano
9 = nonano
10 = decano
11 = undecano
12 = dodecano
13 = tridecano
14 = tetradecano
15 = pentadecano
16 = hexadecano
17 = heptadecano
18 = octadecano
19 = nonadecano
20 = eicosano
21 = eneicosano
22 = docosano
23 = tricosano
24 = tetracosano
25 = pentacosano
2 = etano
3 = propano
4 = butano
5 = pentano
6 = hexano
7 = heptano
8 = octano
9 = nonano
10 = decano
11 = undecano
12 = dodecano
13 = tridecano
14 = tetradecano
15 = pentadecano
16 = hexadecano
17 = heptadecano
18 = octadecano
19 = nonadecano
20 = eicosano
21 = eneicosano
22 = docosano
23 = tricosano
24 = tetracosano
25 = pentacosano
¿Qué
es un isómero?
Los isómeros son los compuestos que tienen la misma formula condensada o
molecular, pero que tienen diferente estructura; por lo tanto son compuestos
diferentes tanto en sus propiedades físicas como química, existen diferentes
tipos de isomería, de cadena, de posición, geométrica o isomería cis-trans, de
función y óptica. Los isómeros sirven para saber la diferencia en propiedades
físicas y química de un compuesto, por ejemplo: no es lo mismo la D-glucosa a la
L-glucosa (isomería óptica) o el cis-butano al trans-butano. Hay compuestos que
cambian solo en un enlace, pero uno puede ser venenoso y el otro ayudar a curar
una enfermedad.
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