El Carbono

Química Orgánica

UNIDAD I. INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA ORGÁNICA. Tema 2. Propiedades del carbono. I.1 Objetivo de aprendizaje: SABER: Explicar las propiedades del carbono: electronegatividad, energía de ionización, energía de enlace carbono-carbono, configuración electrónica, hibridación del carbono. SABER HACER: Modelar la estructura tridimensional del carbono en sus diferentes estados dehibridación. Propiedades del carbono. Electronegatividad. Esta característica mide la capacidad de un átomo de atraer electrones, el carbono posé una electronegatividad de 2.4 en la escala de Pauling que va del 0.7 al 4. Este valor intermedio significa que no tiene suficiente fuerza para atraer electrones pero tampoco para cederlos por completo; por lo cual una característica del carbono es queCOMPARTE electrones con otros elementos lo cual genera una gran variedad de compuestos. Energía de ionización. Representa la energía necesaria para “arrancar” o desprender un electrón de un átomo en estado gaseoso; existe una primera energía de ionización que representa la energía para arrancar un electrón, y se puede requerir una segunda energía de ionización para arrancar el segundo electrón de lasustancia. Como el átomo de carbono tiene 6 electrones es posible reportar 6 energías de ionización. Energía de enlace carbono carbono. Cada enlace tiene una energía determinada, por ejemplo en el proceso de combustión cuando los hidrocarburos se consumen con oxígeno se libera energía en forma de calor, esto representa los enlaces que han sido rotos (se libera energía) y se generan otros enlaces querequieren menos energía. Este tipo de reacciones se llaman EXOTÉRMICAS, ya que liberan calor. Lo mismo ocurre con las reacciones ENDOTÉRMICAS, es decir las que absorben calor para poder llevarse a cabo; esto debido a que se forman enlaces que requieren energía del medio ambiente.
Elaboró: Ing. Marcel Ruiz Martínez

Configuración electrónica. Es la forma en la cual los electrones se acomodan oconfiguran en un átomo, o entre átomos (moléculas) de acuerdo con el modelo de capas electrónico. Todos los átomos deben tener el mismo número de protones que de electrones para permanecer neutros. En el caso del carbono con número atómico 6, tiene 6 electrones y 6 protones; es un elemento no metálico y tiene la capacidad de compartir 4 electrones dado que es la cantidad de estas partículas quetiene en su última capa. A continuación se muestra el diagrama energético del carbono en su estado basal.

Las posibles formas en cómo se puede representar en la estructura de Lewis el carbono depende si forma enlaces simples, dobles o triples; tal como se muestra a continuación:

En el caso del carbono es necesario que cumpla con la famosa regla del octeto; es decir, dado que comparte 4electrones en su última capa de valencia (indicado por cada uno de los puntos) se requiere que comparta otros 4 electrones, los cuales serán aportados por los elementos con los que puede formar enlaces. Cada enlace simple esta formado por dos electrones con diferente espin, (un spin positivo y uno negativo).

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Ahora cuando un átomo de carbono reacciona con otros átomos semodifica su estado basal y se forma un estado que se conoce como de activación:

Hibridación sp3 del carbono. La segunda capa, donde se encuentran los electrones de valencia al combinarse (un orbital s con 3 orbitales p) forman 4 orbitales sp3.

Como puede notarse ahora se pueden acomodar 4 electrones en cada orbital: uno “s” y 3 orbitales ”p”. Una persona podría pensar que en el enlace del orbital2s tendrá características diferentes que el resto de los orbitales “p” pero la sorpresa es que esto no es así, los 4 enlaces simples que pueden formarse son idénticos en energía y características. Este fenómeno hace que se introduzca el concepto del ORBITALES HIBRIDOS DEL CARBONO, dado que éstos comparten sus propiedades. Recuerda que orbital es el Existen 3 formas en como los orbitales se...