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Universidad Autónoma de Querétaro

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by

Arturo Arreola

on 15 January 2015

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Transcript of Universidad Autónoma de Querétaro

Universidad Autónoma de Querétaro
Escuela de Bachilleres

Plantel Norte

M. en A. Arturo Arreola Aguilar
El Carbono.
Objetivo:

Que el estudiante pueda conocer y entender la estructura del Carbono, así como sus hibridaciones, usos y la importancia que tiene en la naturaleza e industria.
Temas:
Estructura Electrónica.
Hibridación.
Enlaces.
Cadenas de Carbono.
Química II
Introducción.
El Carbono en la naturaleza.
Aplicaciones del Carbono.
El carbono es el elemento básico para la vida.

Todas las moléculas biológicas importantes, con la excepción del agua, contienen carbono.

Su número atómico es 6, contiene en su núcleo seis protones mientras que seis electrones orbitan a su alrededor.
Introducción.
Isótopos del Carbono
Existen tres núcleos distintos de carbono, tres isótopos. Esto es, átomos de un mismo elemento con diferente número de masa debido a la cantidad de neutrones.
El más común se llama carbono-12 y posee seis neutrones.
El carbono-13 tiene siete neutrones
en el núcleo y, aunque muy poco abundante, gracias a él se puede determinar la estructura de las moléculas o se realizan pruebas diagnósticas.
El carbono-14 es radiactivo, se descompone, y se emplea en la datación arqueológica de restos orgánicos.
ESTRUCTURA ELECTRÓNICA.
Su configuración electrónica será:
Pertenece al segundo periodo, ya que su última capa
electrónica es la número 2, y tiene 4 electrones en esa
última capa, tiene cuatro electrones de valencia.
El carbono tiene 4
electrones en su última capa.
HIBRIDACIÓN DEL CARBONO
HIBRIDACIÓN TETRAÉDRICA O SP3
Un carbono unido a cuatro átomos siempre tendrá hibridación sp3 y una estructura tetraédrica. Así son los alcanos, haluros de alquilo, alcoholes, éteres y aminas, entre otros. Todos estos compuestos tienen estabilidad suficiente como para poder ser almacenados sin problemas especiales.
HIBRIDACIÓN TRIGONAL O SP2
Un carbono unido a tres átomos, que mantiene un doble enlace con uno de ellos, siempre tendrá hibridación sp2 y una geometría trigonal plana.
HIBRIDACIÓN DIGONAL O SP.
Un carbono unido a dos átomos, que mantiene un triple enlace con uno de ellos, siempre tendrá una hibridación sp y una estructura lineal.
La estructura electrónica de los átomos que constituyen una molécula orgánica determina la estructura tridimensional de ésta y sus propiedades.
El ángulo de enlace corresponde a 109.5º lo cual espacialmente corresponde a un tetraedro.
El ángulo de enlace es de 120º, dándole una estructura de pirámide, en la realidad este tipo de hibridación se caracteriza por la presencia de un doble enlace entre carbono - carbono.
La forma es lineal ya que su ángulo de enlace corresponde a 180º, lo cual espacialmente corresponde a una línea recta, en término de enlaces corresponde a un enlace triple en el cual hay un enlace sigma y 2 enlaces PI(π).
Repaso hibridaciones SP, SP2 y SP3
Ángulos
Ejemplos.
ENLACES.
Como se ha indicado, el carbono tiene como número atómico Z = 6.

Siguiendo la regla del octeto le faltarán otros cuatro para llegar a tener ocho electrones: tiene valencia cuatro. Así que puede unirse a cuatro átomos distintos.
Las cuatro valencias del carbono no forman un cuadrado, sino que,normalmente se dirigen hacia los vértices de un tetraedro, una pirámide cuya base y caras están formadas por triángulos equiláteros.
Enlace doble.
Aquí el Carbono se a tres átomos. Con uno de ellos forma un enlace doble y con los otros dos un enlace simple. Cuando se produce este caso, el carbono se sitúa en el centro de un triángulo equilátero y los otros tres átomos en sus vértices, de forma que todos los átomos están en el mismo plano.
Enlace Triple.
También puede unirse el átomo de carbono a dos átomos, formando un enlace normal con un átomo y, con el otro, un enlace triple. En este caso, los tres átomos están en línea recta, con el átomo de carbono en el centro.
2001
El enlace que se produce entre dos átomos de carbono es muy estable, y tiene la misma fuerza que entre un átomo de carbono y un átomo de hidrógeno. Esto quiere decir que se pueden formar largas cadenas de átomos de carbono, unidos unos a otros mediante enlaces simples, dobles o triples. Estas largas cadenas de carbono son la base de las moléculas biológicas.
Las cadenas de átomos de carbono pueden ser lineales, con una única fila de átomos de carbono. Los átomos de carbono son entonces primarios, si están en un extremo de la cadena, o secundarios, si están en el interior. Las cadenas pueden ramificarse, en estas cadenas ramificadas un átomo de carbono puede unirse a otros tres átomos de carbono, y es ternario o a cuatro átomos de carbono, con lo que sería cuaternario.
Si los átomos de carbono se unen entre sí y a átomos de hidrógeno, se forman hidrocarburos. Pero si además aparecen átomos de oxígeno, nitrógeno, azufre o fósforo, aumenta la complejidad de las moléculas y lo que se conoce como grupos funcionales.
Cadenas de Carbono.
Compuestos Orgánicos.
El carbono en la naturaleza.
Aplicaciones del Carbono.
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