CIENCIA TECNOLOGÍA Y AMBIENTE FÍSICA QUÍMICA BIOLOGÍA ROBÓTICA
La Química Orgánica o Química del carbono es la rama de la química que estudia una clase numerosa de moléculas que contienen carbono formando enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno y otros heteroátomos, también conocidos como compuestos orgánicos.
IMPORTANCIA
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS • Formados por pocos elementos químicos: elementos organógenos: C,H,O,N. elementos secundarios: Na, Mg, Ca, Fe, Br, Cl, Si, etc • Esencialmente son covalentes, o sea comparten electrones. • No se disuelven en agua porque son sustancias apolares, se disuelven en otras sustancias apolares como benceno (C6H6), ciclohexano (C6H12) , tetracloruro de carbono (CCl4). • No soportan altas temperaturas.(mas de 400C) • En estado liquido no conducen la electricidad. • Casi todas son combustibles por poseer H y C. • Son reacciones mas lentas que los inorgánicos y su rendimiento es menor por poseer mayores reacciones secundarias. • Presenta fenómeno de isomería, compuestos que tienen igual fórmula molecular, pero diferente estructura molecular, por ellos posen propiedades diferentes.
El alma de la Química orgánica: El Carbono La gran cantidad de compuestos orgánicos que existen tiene su explicación en las características del átomo de carbono, que tiene cuatro electrones en su capa de valencia: según la regla del octeto necesita ocho para completarla, por lo que forma cuatro enlaces (valencia = 4) con otros átomos. Esta especial configuración electrónica da lugar a una variedad de posibilidades de hibridación orbital del átomo de Carbono (hibridación química). La molécula orgánica más sencilla que existe es el Metano. En esta molécula, el Carbono presenta hibridación sp3, con los átomos de hidrógeno formando un tetraedro. El carbono forma enlaces covalentes con facilidad para alcanzar una configuración estable, estos enlaces los forma con facilidad con otros carbonos, lo que permite formar frecuentemente cadenas abiertas (lineales o ramificadas) y cerradas (anillos)
PROPIEDADES FÍSICAS DE CARBONO CARBONOS CRISTALINOS:
GRAFITO El grafito es una de las formas alotrópicas en las que se puede presentar el carbono junto al diamante, los fulerenos, los nanotubos y el grafeno. A presión atmosférica y temperatura ambiente es más estable el grafito que el diamante, sin embargo la descomposición del diamante es tan extremadamente lenta que sólo es apreciable a escala geológica. El grafito se encuentra en yacimientos naturales y se puede extraer, pero también se produce artificialmente. El principal productor mundial de grafito es China, seguido de India y Brasil.
DIAMANTE En mineralogía, el diamante es un alótropo del carbono donde los átomos de carbono están dispuestos en una variante de la estructura cristalina cúbica centrada en la cara denominada «red de diamante». El diamante es la segunda forma más estable de carbono, después del grafito. El diamante tiene renombre específicamente como un material con características físicas superlativas, muchas de las cuales derivan del fuerte enlace covalente entre sus átomos. En particular, el diamante tiene la más alta dureza y conductividad térmica de todos los materiales conocidos por el hombre. Estas propiedades determinan que la aplicación industrial principal del diamante sea en herramientas de corte y de pulido además de otras aplicaciones.
FULLERENOS El fullereno (también se escribe fulereno) es la tercera forma molecular más estable del carbono, tras el grafito y el diamante. La primera vez que se encontró un fullereno fue en 1985: Su naturaleza y forma se han hecho ampliamente conocidas en la ciencia y en la cultura en general, por sus características físicas, químicas, matemáticas y estéticas. Se destaca tanto por su versatilidad para la síntesis de nuevos compuestos como por la armonía de la configuración paradigmática de las moléculas con hexágonos y pentágonos el icosaedro truncado y los cuerpos geométricos semejantes, con mayor número de caras. Se presentan en forma de esferas, elipsoides o cilindros.
• Carbones amorfos: Antracita, hulla, lignito, turba.
• Carbonos artificiales: carbón de leña (carbón vegetal), negro de humo (hollín), carbón duro (coque), carbón activado.
PROPIEDADES QUร MICAS DE CARBONO
COVALENCIA: El รกtomo de carbono se combina con รกtomos de otros elementos (C, H, O, N) mediante la comparticiรณn de electrones, es decir, formando enlaces covalentes.
Autosaturación: Es una de las principales propiedades del átomo de carbono el cual se une a otros átomos que también son de carbono para formar cadena carbonada.
TETRAVALENCIA: Casi todos los compuestos orgánicos el carbono es tetravalente, forma un total de cuatro enlaces covalentes. Aunque hay algunos compuestos que se comportan como divalentes y en casos muy extraños actúa como trivalente.
• Hibridación • Sp3: cuando el carbono sólo tiene enlaces simples, sólo enlaces sigma • Sp2; cuando tiene un enlaces doble y dos simples, recordar el enlace dobles es 1pi y 1 sigma • Sp; cuando hay un enlace triple o 2 enlaces dobles, recordar el enlace triple es 2pi y 1 sigma
1.- Cuantos enlaces sigma y pi hay: 2.- Cuantos carbonos son hibridaci贸n sp, sp2, sp3, existen en los siguientes compuestos:
a) b)
Tipos de f贸rmulas en compuestos org谩nicos
• ¿Cuántos C primarios, secundarios y terciario hay en los siguientes hidrcarburos? a)
b)
c)
d)
f)
e)
g)
Problemas 1.
2.
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9.-
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