El carbono

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EL CARBONO

1.- INTRODUCCIÓN.- No hay limitación teórica al número de compuestos que en teoría se pueden sintetizar(obtener) en el laboratorio, con la particularidad de estar formados todos ellos por el carbono y un reducido número de átomos (hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, principalmente).

La existencia de esta elevada cantidad de sustancias químicas se explica por los siguientes hechos:• Por la constitución electrónica del átomo de carbono, que permite unirse consigo mismo y con otros elementos formando cadenas (cerradas o abiertas) de muchos átomos de carbono.
• Por la existencia de los llamados compuestos isómeros, caracterizados por tener la misma composición química cuantitativa e igual peso molecular, pero propiedades diferentes debido a su diferente configuraciónespacial.

2.- CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DEL ÁTOMO DE CARBONO

Se puede establecer que las características principales del átomo de Carbono son:

➢ La tetravalencia porque trabaja con su valencia de 4 a través de los orbitales híbridos (sp3, sp2 y sp).

➢ La covalencia, porque tiende a compartir sus 4 electrones de valencia con otros elementos formando enlaces covalentes, representadospor un guión (-) Si dos atomos de carbono comparten 2 pares de electrones se forma el enlace doble entre ellos, si comparten 3 pares de electrones se tiene entre ellos un enlace triple.

➢ La autosaturacion, es la propiedad de reaccionar consigo mismo, formando enlace carbono-carbono, con gran facilidad (cadenas carbonadas).C- C -C
Las cadenas pueden ser abiertas o cíclicas

3.- ORBITAL ATOMICO

Llamado también REEMPE es la Región Espacio Energético de Máxima Probabilidad para encontrar al Electrón.

Existen cuatro clases de orbitales que aparecen según aumenta el valor del numero atómico y son los siguientes: orbitales s (esféricos), orbitales p(bilobulares), orbitales d y orbitales f, los cuales son de forma compleja. Siendo solamente de interés para el estudio del átomo de carbono los orbitales s y p.

orbitales s orbitales p

4.- ORBITALES MOLECULARES

Son aquellos orbitales que resultan por la superposición, solapamiento o fusión de dos orbitales atómicos de dos átomos.Por lo tanto los orbitales moleculares forman una molécula y producen un enlace covalente.
Los orbitales moleculares retienen pares de electrones y que están dispuestos en el espacio, en torno a dos o más núcleos, en vez de estar alrededor de solamente uno como sucede en el caso de los orbitales atómicos.

Al igual que los orbitales atómicos estos orbitales obedecen al Principio de Exclusión dePauli que señala “ningún orbital puede contener más de dos electrones y éstos deben tener espin opuesto”.

Para que un enlace se forme, dos átomos deben de estar situados de manera que los orbitales atómicos de los dos átomos participantes se superpongan, cuando mayor es la superposición más fuerte resulta el enlace formado

La diferencia entre un orbital atómico y el molecular, es que en elprimer caso el electrón está sometido a la acción de un solo núcleo y en el segundo caso a la de varios simultáneamente.

5.- ESTRUCTURA Y ENLACE DEL CARBONO

El carbono es un elemento no metálico excepcional por su situación en la tabla periódica, tiene de número atómico Z=6 (tiene 6 electrones y 6 protones). Su configuración electrónica es:1s22s22p2.

En los enlaces químicos que este elemento forma con otros átomos participan los 4 electrones del nivel 2. Dos de ellos llenan el subnivel 2s, y sólo los dos electrones 2p están desapareados.

Si cada círculo representa un orbital (región del espacio en la que es probable que se encuentre un electrón), y cada flecha un electrón, podemos representar la configuración electrónica...
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