Gas natural

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Hibridación del Carbono

El carbono tiene un número atómico 6 y número de masa 12; en su núcleo tiene 6 protones y 6 neutrones y está rodeado por 6 electrones, distribuidos de la siguiente manera: Dos en su primer nivel (s) Cuatro en el segundo nivel (p). Su configuración electrónica en su estado natural es:

2s2 2s22pX12pY1 estado basal

Se ha observado que en los compuestos orgánicos elcarbono es tetravalente, es decir, que puede formar 4 enlaces. Cuando este átomo recibe una excitación externa, uno de los electrones del orbital (2s) se excita al orbital (2pz), y se obtiene un estado excitado del átomo de carbono:

1s22s12pX12pY12pZ1 estado excitado

En seguida, se hibrida el orbital (2s) con los 3 orbitales (2p) para formar 4 nuevos orbitales híbridos que se orientan en elespacio formando entre ellos ángulos de 109,5°. Esta nueva configuración del carbono hibridado se representa así:

1s2 (3sp3)1(2sp3)1 (2sp3)1 (2sp3)1

Estos orbitales se denominan (sp³), tienen un 25% de carácter (s) y 75% de carácter (p), luego cada uno de los cuatro orbitales híbridos (sp³) del carbono pueden enlazarse a otros 4 átomos.

Se forman enlaces covalentes sencillos, puedenformar entre sí cadenas con los enlaces sencillos (–C-C-) se les conoce como enlaces sigma.

Los átomos de carbono también pueden formar entre sí enlaces dobles y triples, denominados insaturaciones. En los enlaces dobles, la hibridación ocurre entre el orbital (2s) y dos orbitales (p), y queda un orbital (p) sin hibridar. A esta nueva estructura se le representa como:

1s2 (2sp2)1 (2sp2)1(2sp2)1 2pZ

El orbital no hibridado queda perpendicular al plano de los 3 orbitales (sp²).A este doble enlace se le denomina (π), y la separación entre los carbonos se acorta. Este enlace es más débil que el enlace (σ), y por tanto, más reactivo.

El segundo tipo de insaturación es el enlace triple: el carbono hibrida su orbital (2s) con un orbital (p). Los dos orbitales (p) restantes no sehibridan, y su configuración queda:

2s2 2sp1 2sp1 2pY1 2pZ1

Al formarse el enlace entre dos carbonos, cada uno traslapa sus orbitales (sp) para formar un enlace sigma entre ellos; los dos orbitales (p) sin hibridar de cada átomo se traslapan formando los dos enlaces restantes de la triple ligadura, y la final el último orbital (sp) queda con su electrón disponible para formar otro enlace.

Ladistancia entre estos átomos se acorta más, por lo que es incluso más reactivo que el doble enlace.

Clasificación de Hidrocarburos

A.-Hidrocarburos Saturados: El carbono en hibridación sp3 dirige sus cuatro orbitales moleculares según los vértices de un tetraedro regular.

B.-Hidrocarburos Saturados: El carbono en hibridación (sp3) dirige sus cuatro orbitales moleculares según los vérticesde un tetraedro regular.

El siguiente hidrocarburo de la serie es el Etano con dos átomos de carbono. A diferencia del metano, el etano tiene un enlace (C-C) además de seis enlaces equivalentes (C-H).

El hidrocarburo saturado de tres átomos de carbono es el Propano CH3CH2CH3, mientras que el siguiente es el Butano. Con la misma composición que el butano (C4H10), se tiene el Metilpropano Setrata de un isómero esqueletal del mismo, en el que uno de los carbonos presenta tres enlaces (C-C). Este compuesto se conoce también como Isobutano CH3CH(CH3)CH3

El hidrocarburo de cinco átomos de carbono es el Pentano, el cual presenta dos isómeros esqueletales, el Metilbutano y el Dimetilpropano. Es conveniente tener un concepto claro de la disposición de las cadenas hidrocarbonadassaturadas. Los Hidrocarburos saturados se representan a través de la siguiente ecuación
CnH2n+2

Los hidrocarburos saturados se consideran frecuentemente como los compuestos básicos de la química orgánica, ya que los demás compuestos orgánicos que se conocen pueden considerarse como derivados de ellos.

Los hidrocarburos saturados pertenecen a la serie alifática de compuestos Las otras dos series,...
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