El átomo de carbono

EL ÁTOMO DE CARBONO.
Características Generales.
El carbono es un elemento químico de número atómico 6 y símbolo C. Es sólido a temperatura ambiente. Dependiendo de las condiciones de formación, puede encontrarse en la naturaleza en distintas formas alotrópicas, carbono amorfo y cristalino en forma de grafito o diamante. Es el pilar básico de la química orgánica; se conocen cerca de 15millones de compuestos de carbono, aumentando este número en unos 500.000 compuestos por año, y forma parte de todos los seres vivos conocidos.
Es un elemento notable por varias razones. Sus formas alotrópicas incluyen, sorprendentemente, una de las sustancias más blandas (el grafito) y la más dura (el diamante) y, desde el punto de vista económico, uno de los materiales más baratos (carbón) y uno delos más caros (diamante). Más aún, presenta una gran afinidad para enlazarse químicamente con otros átomos pequeños, incluyendo otros átomos de carbono con los que puede formar largas cadenas, y su pequeño radio ató-mico le permite formar enlaces múltiples. Así, con el o-xígeno forma el óxido de carbono (IV), vital para el crecimiento de las plantas; con el hidrógeno forma numerosos compuestosdenominados genéricamente hi-drocarburos, esenciales para la industria y el transporte en la forma de combustibles fósiles; y combinado con o-xígeno e hidrógeno forma gran variedad de compuestos como, por ejemplo, los ácidos grasos, esenciales para la vida, y los ésteres que dan sabor a las frutas; además es vector, a través del ciclo carbono-nitrógeno, de parte de la energía producida por el Sol.Estructura electrónica e hibridización de orbitales.
La configuración electrónica del átomo de carbono en estado normal es 1s²,2s²,2p²; los dos electrones (p) están en orbitales diferentes (2px y 2py). De acuerdo con esta información el carbonó reaccionaria con el hidrógeno para formar compuestos de tipo CH2, es decir, el carbono seria divalente.
C:Z=6:1s² 2s2 2px¹ 2py¹ 2pz0
Con esta distribuciónelectrónica el átomo de carbono tiene cuatro orbitales de valencia parcialmente ocupados. Para lograr esta nueva distribución, es necesario invertir cierta cantidad de energía, debido a que un electrón ha sido promovido del nivel de energía 2s a un nivel, algo superior, 2p. A pesar de eso y como compensación, el átomo de carbono adquiere la capacidad para formar cuatro enlaces covalentes. Cadaenlace covalente aumentara la estabilidad de la molécula resultante y compensara la energía invertida en la promoción de uno de los electrones 2s. Con esta nueva disposición, el carbono puede compartir sus cuatro electrones desapareados con cuatro átomos de hidrógeno o de cloro, convirtiéndose en un átomo tetravalente.
En esta configuración se observa que hay dos orbitales externos parcialmenteocupados 2px y 2py y un orbital totalmente lleno 2s. Con esa distribución electrónica el carbono actuaría con valencia dos. Sin embargo, se puede lograr con facilidad que un electrón de un orbital 2s pase al orbital 2pz libre, logrando que los cuatro electrones estén desapareados.
C:Z=6:1s² 2s¹ 2px¹ 2py¹ 2pz¹
Los enlaces resultantes no son iguales ya que tres de ellos están formados por electronespertenecen a orbitales de tipo p, mientras que el cuarto enlace es debido a un electrón de un orbital 2s; el hecho de que los cuatro enlaces se comporten de un mismo modo nos hace pensar que se produjo una reorganización energética de los que resultaron cuatro orbitales híbridos sp³, con la misma energía.
a) Hibridación sp2 o trigonal
Cuando el carbono se combina tan solo con tres átomos seproduce la hibridación trigonal. Tres electrones de la capa L pasan a ocupar orbitales atómicos sp², y el cuarto electrón permanece en un orbital p.
Los tres orbitales sp² se solapan con los orbitales de los tres átomos con los que se combina el carbono para formar tres orbitales moleculares (a los que vamos llamar OM) sigma y tres enlaces sigma, mientras que el orbital p de otro átomo de carbono...