Propiedades físicas y químicas del elemento carbono (parte 1 de examen)

1)      Características generales del carbono

El carbono es un elemento no metal que se encuentra en el grupo IVa y en el segundo periodo de la tabla periódica, posee 6 y cuatro electrones en la capa de valencia, lo que representa mediante el diagrama de Lewis.Solido a temperatura ambiente puede encontrarse en varias formas alotropicas ,tiene una configuracion electronica que es : 1s² 2s² 2p² ,

2)      Propiedades físicas

Usos	Estructura
Aparatos electrónicos, sustituto del silicio en aparatos eléctricos ya que utiliza menos electricidad ,nanotecnología, automóviles, aeronaves, satélites, chalecos antibalas, células solares, detectores químicos	grafeno
Pigmento negro, en colorantes, alimentos y otros materiales como neumáticos y como material desodorizante y filtrante para agua y gases en máscaras.	carbono amorfo
Industria y joyería	lonsdaleita
Imitación del diamante, Productos cosméticos, Agente abrasivo para cortar y moler aplicaciones, Aditivo lubricante, Polímeros fotoactivos	buckminsterfullereno
Celdas solares,transistores,memorias de almacenamiento,automóviles	nanotubos

3)      Propiedades químicas

Compuestos inorgánicos:

Compuestos orgánicos:

Hidrocarburos 

Son compuestos de carbono e hidrogeno 

El carbono es el elemento esencial de los compuestos orgánicos. Los átomos de carbono tienen capacidad de combinarse entre sí por enlaces covalentes, formando largas cadenas, propiedad llamada concatenación.

En base a su estructura, se dividen en dos grupos principales: alifáticos y aromáticos. Los hidrocarburos alifáticos se dividen a su vez en : alcanos, alquenos, alquinos y sus ciclos análogos.

Para comprender la estructura química de los compuestos orgánicos  es necesario comenzar revisando las estructuras de los más simples en cuanto a su composición, estos son los hidrocarburos (HC) y se clasifican en alifáticos y aromáticos.

Alifáticos

Son HC de cadenas abiertas o cerradas y se clasifican en saturados e insaturados dependiendo de la cantidad  de átomos de hidrógeno y está determinado por las uniones carbono-carbono, simples, dobles y triples llamados alcanos, alquenos y alquinos respectivamente. Las siguientes fórmulas desarrolladas y semidesarrolladas son ejemplos de HC alifáticos.

Aromáticos

Son HC cíclicos que contienen la estructura básica del benceno, C6H6. Las siguientes son distintas representaciones del benceno.

Hidrocarburos saturados

Los HC saturados son aquellos compuestos que tienen el máximo de átomos de hidrógeno en su estructura molecular, es decir están saturados de hidrógeno, estos compuestos solamente presentan enlaces sencillos:  C-C  ó  C-H, los HC saturados también son llamados Alcanos o parafinas; el siguiente es un ejemplo de una estructura de hidrocarburo saturado

Hidrocarburos insaturados

Los HC insaturados son aquellos compuestos que tienen al menos un enlace doble o triple entre los átomos de carbono que los forman; debido a que los átomos de carbono al unirse entre sí con enlaces múltiples agotan las posibilidades de enlazarse con el hidrógeno. La cantidad de átomos de hidrógeno que tienen los HC insaturados es siempre menor a la de los saturados de igual número de átomos de C. De esta forma, los HC saturados se subdividen en Alquenos y Alquinos. Las siguientes representaciones son ejemplos de HC insaturados.

Alcanos

Son aquellos HC que sólo presentan enlaces covalentes simples, pueden ser cadenas abiertas o cerradas, ramificadas o lineales.

Los alcanos son HC saturados, cuya fórmula general es: CnH2n+2, para cadenas abiertas, ya sea lineales o ramificadas. Si la estructura es cíclica la fórmula general es: CnH2n.

Alquenos

Son HC que en su composición tienen menos átomos de hidrógeno que el alcano del mismo número de carbonos, y en su estructura se encuentra por lo menos un enlace doble, también son llamados olefinas.

Los alquenos son HC insaturados con dobles enlaces C=C y fórmula general: CnH2n, para cadenas abiertas, ya sea lineales o ramificadas.

Alquinos

Son HC que en su estructura se encuentra por lo menos un enlace triple, también son llamados acetilénicos.

Los alquinos son HC insaturados y su fórmula general es CnH2n-2 para cadenas abiertas, ya sea lineales o ramificadas.

Hidrocarburos lineales

Si un HC está constituido por una sola cadena de átomos de carbono, ya sea abierta o cíclica, se clasifica como lineal. La cadena lineal de los HC se aprecia mejor en sus fórmulas semidesarrolladas

Hidrocarburos ramificados

En el HC ramificado, la cadena de mayor número de átomos de carbono es considerada como la cadena principal y las cadenas adicionales se consideran ramificaciones. En un hidrocarburo cíclico toda cadena adicional a éste se considera una ramificación. 

referencias:

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http://www.ub.edu.ar/revistas_digitales/Ciencias/Vol10Numero5/Articulo-10_5.pdf

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autor:Mora Gonzalez,Victor Manuel

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autor:Lembrino Perez ,Imelda

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Titulo: Química, segundo curso para estudiantes del Bachillerato del CCH

Autor: Antonio Rico Galicia, Rosa Elba Pérez Orta

Editorial: UNAM (Universidad Nacional Autónoma de México)

Año: 2012

País: México

Paginas consultadas: 133-160