el elemento carbono

El elemento carbono
Hibridación de los orbitales del carbono.
En su estado normal, el átomo de carbono tiene dos electrones en el primer nivel y cuatro en el segundo. De estos cuatro, dos están en el subnivel s y dos en el subnivel p.
1s2 2s2 2p2 : 1S2 2S2 2Px1 2py1 2pz0
Desde el punto de vista químico, interesa especialmente el segundo nivel en el cual el orbital 2s está completo, losorbitales 2px y 2py contienen un electrón desapareado y el orbital 2pz está vacío. Por este motivo, es posible deducir que forma 2 uniones covalentes (compartiendo los electrones desapareados) y una unión covalente coordinada (en el orbital vacío) y que los orbitales 2px, 2py y 2pz se hallan entre sí a 90°. Sin embargo experimentalmente se ha comprobado que las uniones son todas equivalentes (unionescovalente simples) y que los ángulos de enlace son de 109° 28´y no de 90° como cabría esperar.
Para explicar este hecho, actualmente se acepta que uno de los electrones del orbital 2s salta al orbital vacío 2pz, quedando el segundo nivel con la siguiente estructura:
2s1 2px1 2py1 2pz1
Simultáneamente con este cambio, se produce una mezcla o restructuración de los orbitales, formándose nuevosorbitales de forma y orientación diferentes, denominados orbitales híbridos.
Orbitales híbridos sp3:
Cuando el orbital 2s se hibrida con los tres orbitales 2p (px, py y pz) se originan cuatro orbitales híbridos sp3 (el exponente indica el número de orbitales p que intervienen en la hibridación).


Los cuatro orbitales sp3, por mutua repulsión de sus electrones, se hallan orientados en elespacio hacia los cuatro vértices de un tetraedro imaginario, en cuyo centro se encuentra el átomo de carbono.
Entonces la configuración electrónica es:
2(sp3)1 2(sp3)1 2(sp3)1 2(sp3)1
Con esta disposición los orbitales híbridos sp3 presentan la mayor separación posible entre sí (109° 28´) y se encuentran en una relación geométrica regular (disposición tetraédrica).
En cada uno de los orbitalessp3 se halla un electrón desapareado, lo cual explica que el carbono es tetravalente y que sus cuatro valencias son iguales.
Orbitales híbridos sp2:
En otras ocasiones, se hibrida el orbital 2s con dos orbitales 2p y se forman tres orbitales híbridos sp2, quedando un orbital 2p puro (sin hibridar):
Los tres orbitales son coplanares (se hallan en el mismo plano), contienen un electrón cada uno ypor repulsión de sus cargas eléctricas forman entre sí ángulos de 120°.

Este tipo de hibridación se denomina trigonal porque tiene tres ángulos. El orbital 2p que no participó en la hibridación se ubica perpendicularmente al plano donde están los tres orbitales híbridos sp2.
En consecuencia, la configuración electrónica es:
2(sp2)1 2(sp2)1 2(sp2)1 2p1
Orbitales híbridos sp:
En algunos casosse produce la hibridación entre el orbital 2s con un orbital 2p y se originan dos orbitales híbridos sp, quedando dos orbitales 2p puros.
Los dos orbitales híbridos sp contienen un electrón cada uno y por repulsión de sus cargas eléctricas forman entre sí ángulos de 180°.
Este tipo de hibridación se llama digonal, porque tiene dos ángulos.
Entonces, su configuración electrónica es:
2(sp)12(sp)1 2p1 2p1

Entonces, tenemos dos orbitales 2sp sobre el eje de las x, un orbital 2p puro sobre el eje de las y, y el otro orbital 2p puro sobre el eje de las z. Cada uno de estos cuatro orbitales contiene un electrón.
Todos los orbitales híbridos poseen un lóbulo más grande a un lado del núcleo y otro más pequeño del otro lado. Para simplificar su representación, generalmente, se omite ellóbulo más pequeño.
Propiedades del átomo de carbono.
- El átomo de carbono es tetravalente y sus cuatro valencias son iguales.
-Debido a su electronegatividad (2,5) puede combinarse tanto con metales como con no metales. (Electronegatividad: es la capacidad que posee un átomo para atraer al par de electrones que comparte en una molécula covalente. Los átomos que atraen con mayor intensidad al...