Daniela Gómez Romero 108.3: El carbono.

Se podría decir que el carbono es el elemento más común en nuestro planeta, dependiendo de su cristalización es lo que forma, y sea el grafito o un diamante.

Algo mas importan que, que también está en la atmósfera formando oxido y monóxido de carbono. Forma parte de los tejidos de los seres vivos.

Forma compuestos orgánicos, muy fundamentales para los seres vivos. El carbono es parte de la cadena alimenticia.

Es el material genético de todas las células, que controla la descomposición de las sustancias de los seres vivos.

El hombre lo utiliza mucho como polímero.

1.Características principales del carbono:

En la tabla periódica, el carbono es el primer elemento de la familia IV A de los elementos representativos y es un no metal, se une químicamente con otros elementos para formar compuestos inorgánicos, como carburos (CaC2), óxidos (CO2) y sales (Na2CO3); pero también forma una inmensa gama de compuestos orgánicos también llamados compuestos del carbono, los cuales forman parte de las estructuras de los organismos vegetales y animales, los que a su vez son la fuente principal de la alimentación humana.

El grafito y el diamante aunque sus propiedades y apariencia son totalmente diferentes es la misma sustancia, se ha comprobado que el grafito y el carbono están formados únicamente por átomos de carbono. Esta diferencia es debida a sus átomos o sea en la forma en que se entrelazan y se distribuyen adquiriendo estructuras diferentes que establecen formas y características distintas.

El grafito tiene exactamente el mismo tipo de átomos que el diamante, pero por estar unidos y dispuestos en diferente forma, su textura, fuerza y color son diferentes; sin embargo, la descomposición del diamante es extremadamente lenta que sólo es apreciable a escala geológica. A las diferentes estructuras de sustancias con el mismo tipo de átomos se le conoce como formas alotrópicas, en este caso el diamante y el grafito son dos de los alótropos naturales más abundantes del carbono.

Hay dos modelos que se complementan para explicar la estructura atómica del carbono. El Modelo de Bohr y el Modelo de puntos de Lewis que se muestran a continuación:

Modelo de Bohr.

Modelo de Lewis.

2. Propiedades físicas:

Solido a temperatura ambiente

Numero atomoco: 6

Masa atómica: 12

Electronegatividad: 2.2

Serie química: no metales

Punto de fusión: Diamante: 3823 K Grafito: 3800

Punto de ebullición: Grafito: 5100 K

Solubilidad: insoluble.

Conductividad.

El grafito conduce la corriente eléctrica y el diamante y el carbón no, esto se debe a su estructura que es plana y permite la movilidad de sus electrones como en los metales.

Alotropo: Diamante.
Dureza	10 A ESCALA DE Fredish Mohs
Densidad	De 3,516 - 3,525 g/cm³
Conductividad	No conduce electricidad
Solubilidad	Resiste los ácidos, funde en acero caliente.
Punto de fusión	4000°C
Punto de ebullición	No tiene.
Estado físico	Sólido.
Usos 1:	En la joyería se utiliza para tallar todo tipo de gemas incluidos los diamantes, lo que más llama la atención es que el diamante no corta una superficie blanda, es decir, los diamantes se incrustan dentro de un disco llamada disco de diamante que al pasar corta tanto gemas, piedras, pero sin embargo, si pasas un dedo por el disco de diamante, no te corta.
Usos 2:	En la industrial del mármol, se utilizan cables de acero con incrustaciones de diamante, rajando lajas de unos 2,5 metros de espesor y, posteriormente estas lajas se llevan a las fábricas donde se vuelven a cortar en las típicas baldosas que conocemos.
Estructura:	Posee una estructura cristalina cubica con fuertes enlaces entre los átomos. Octaedro, dodecaedro, cubo, rombododecaedro.

Alotropo del diamante.

Alótropo: Grafito.
Dureza	1-2 (Mohs)
Densidad	2,09 a 2,23 g/cm³
Conductividad	Si conduce electricidad.
Solubilidad	Insoluble.
Punto de fusión	3500ºC
Punto de ebullición	4830ºC
Estado físico	Sólido.
Usos 1:	Su función principal, es la de lubricante.
Usos 2:	para lápices, para cintas de freno y discos de embrague, para farmacopea y cosmética
Estructura:	posee una estructura no cristalina de placas con enlaces débiles entre si

Alotropo del grafito.

Alótropo: carbono amorfo.
Dureza	1 (Mohs)
Densidad	2,3 g/cm³
Conductividad	Si conduce electricidad.
Solubilidad	Soluble en sulfuro de carbono y cloruro de azufre.
Punto de fusión
Punto de ebullición
Estado físico	Sustancia negra, brillante, blanda y untuosa al tacto.
Usos 1:	Pigmento en la fabricación de tintas (tinta china) y pinturas.
Usos 2:	Absorbente de gases y agente decolorante, combustible.
Estructura:	No posee una estructura definida sino que consiste en un gran cantidad de pequeño cristales irregulares.

Alotropo de grafito amorfo.

Alótropo: Fullereno.
Dureza	------(sus propiedades continúan estudiándose)
Densidad	1,68 g/cm3
Conductividad	Si conduce electricidad.
Solubilidad	Soluble en compuestos orgánicos como: tetrahidrofurano, ciclohexano, tolueno, n-Hexano, cloroformo, acetonitrilo, disulfuro de carbono, metanol.
Punto de fusión	3800 K
Punto de ebullición	5100 K
Estado físico	Fase gaseosa.
Usos 1:	Aplicación en recubrimiento de superficies, dispositivos conductores y en la creación de nuevas redes moleculares.
Uso 2:	aplicación en el campo de la medicina, gracias a sus propiedades biológicas
Estructura:	Figura geométrica truncada y se asemeja a un balón de fútbol constituido por 20 hexágonos y 12 pentágonos, con un átomo de carbón en cada una de las esquinas de los hexágonos y un enlace a lo largo de cada arista.

Alotropo de fullereno.

Alótropo: Lonsladeita.
Dureza	7 - 8 (Mohs)
Densidad	3,41 g/cm3
Conductividad	Malos conductores.
Solubilidad	Resiste a los acidos.
Punto de fusión	4000°C
Punto de ebullición	--------
Estado físico	Solido (cristales microscópicos)
Usos 1:	su utilidad es mas de tipo coleccion, ya que es realmente muy escaso.
Usos2:	---------
Estructura:	Cristalina hexagonal.

Alotropo de Lonsladeita.

3. Propiedades químicas.

Valencia: 4

Electronegatividad: 2.5

Configuración electrónica: 1s*2 2s*2 2p*2

Enlaces que forma: debido a la configuración electrónica forma dos enlaces iónicos o dos enlaces covalentes. Aunque la mayor parte del tiempo es covalente, es decir que comparte sus electrones.

Tipo de elemento: no metal.

Compuestos inorgánicos que forma el carbono: carburos, los carbonatos y los óxidos de carbono

Alifático:

Compuestos orgánicos, en particular hidrocarburos, en los que los átomos de carbono se unen formando cadenas abiertas o ramificadas a través de enlaces sencillos o instaurados.

Alcanos (estructuras).

Etano

Metano

Propano

Butano

Hexano

Pentano

Heptano

Octano

Nonano

Decano

Formas alotrópicas hexano.

Formas alotrópicas heptano.

· Aromático:

Es una cadena cerrada de por lo general 6 átomos de carbono, que forma una figura hexagonal en la que hay 3 enlaces dobles y 3 simples. El ejemplo más común de un hidrocarburo aromático, y de hecho el prototipo de todos es el benceno, un compuesto que contiene 6 átomos de carbono formando un hexágono. Otros aromáticos tendrán este anillo pero unido a las también otras cadenas y átomos, como puede ser el caso del toulueno, formado por este anillo más un átomo de carbono unido a este.

Para que una hidrocarburo sea aromático, tienes que ver en su formula el anillo, si no lo tiene, es un alifático. Los hidrocarburos, del tipo que sean, son las sustancias que solo tienen átomos de carbono e hidrogeno.

Características de alcano y alquino:

Alcanos: se denominan también parafinas y constituyen un grupo de hidrocarburos cuyo carbono se une a través de un enlace covalente sencillo. Se denomina de acuerdo con el numero de carbono que poseen de la siguiente manera: con un carbono, metano; con dos etano; con tres propano; y así sucesivamente, butano, pentano, hexano, heptano, octano, nonato, decano, undecano, etc.

Alquinos: poseen cadenas carbonadas con uno o más enlaces triples. El alqueno más sencillo es el etino o el acetileno (CH = CH), gas usado en soldaduras y en fabricación de plásticos. La terminación de sus nombres es - ino.

Se caracterizan por estar formados únicamente por hidrógeno y carbono. Algunos poseen una estructura molecular constituida por largas cadenas lineales que se denominan polímetros: otras cadenas son ramificadas. Son insolubles en agua, pero pueden disolver en disolventes orgánicos, como éter, benceno. Tetracloruro, cloroformos y otros.

Compuestos saturados e instaurados:

La instauración en una fórmula desarrollada por la presencia de dobles o triples enlaces, se refiere a que el compuesto no tiene todos los átomos que podría tener (esto es, no está saturado). La saturación expresa exactamente lo contrario.

Una característica general de un compuesto insaturado es la mayor facilidad (comparada con un equivalente saturado) de reaccionar químicamente, pues aquí se dan reacciones de adición y no de sustitución, que requieren más energía. Un compuesto insaturado, por ejemplo, reacciona químicamente casi por el solo hecho de calentarlo. Esto NO ocurre con uno saturado.

http://www.materialesde.com/grafito/ A. Rodriguez, 2012, Grafito.

http://www.textoscientificos.com/quimica/carbono Profesores de quimica, 2005, Carbono.

http://www.ecologiahoy.com/carbono-amorfo ,2012, Carbono amorfo.