Propiedades Químicas del Carbono
En el artículo anterior te enseñamos un poco sobre la historia que sentó los orígenes de la majestuosa ciencia natural llamada química orgánica o química del carbono. Hablemos ahora de las propiedades químicas del carbono.
En la tabla periódica el carbono ocupa el periodo 2, es decir, la segunda fila, y el grupo 14, masa atómica 12,01 y número atómico 6. Lo puedes encontrar en la figura que dejamos a continuación:
Este elemento es tan importante que todo el grupo al que pertenece tiene el nombre de familia de los carbonoideos.
Los elementos que constituyen esta familia presentan una diversidad de propiedades químicas a medida que descendemos en el grupo, que van desde la clasificación de no metal, metaloide y metal.
El carbono, al igual que todo el grupo, tiene valencia cuatro.
Esto quiere decir que debe compartir cuatro electrones para alcanzar el octeto y así, su estabilidad electrónica.
Concatenación
En los compuestos orgánicos formados solamente por carbono e hidrógeno, un átomo de carbono comparte electrones con otro átomo de carbono y con átomos de hidrógeno, formando así largas cadenas.
Este fenómeno recibe el nombre de concatenación.
El primero en conocer esta propiedad fue el químico escocés Archibald Scott Couper en 1858. Couper atribuyó a esta propiedad la existencia de una gran variedad de compuestos en la naturaleza.
El carbono se une a los otros átomos para formar la cadena a través de enlaces covalentes. Un enlace covalente es cuando los átomos comparten sus electrones.
No obstante, existen otros tipos de enlace donde las uniones no ocurren de esta manera, que no explicaremos en esta clase.
Cuando el carbono se une a otro átomo de carbono para formar la cadena puede hacerlo con 1, 2 o 3 enlaces. Cada uno de ellos están compartiendo 2 electrones. Es decir, 2, 4 o 6, en cada caso.
Hibridación
Para conformar el octeto, los otros enlaces se unen a los hidrógenos. Estos enlaces o uniones atómicas entre carbón y carbón, se realizan a través de un proceso llamado hibridación.
Si te preguntas qué es la hibridación, te podemos decir que es un proceso donde se mezclan los orbitales s y p del último nivel electrónico o nivel de valencia del carbono. Como resultado de esta mezcla se generan 4 orbitales idénticos, cada uno asociado a un electrón, lo que le permite unirse a 4 elementos.
De esta manera cuando el carbón tiene un solo enlace, como en el caso de los alcanos, tenemos una hibridación sp³; cuando el enlace es doble, como en los alquenos, se forma una hibridación sp², y cuando los enlaces son triples, como en los alquinos, la hibridación es sp.
En otras palabras, existen tres tipos de hibridaciones.
Otro aspecto que debes conocer son las estructuras o diagramas de Lewis. Una estructura o diagrama de Lewis muestra cómo los electrones de valencia se distribuyen alrededor de los átomos en una molécula.
La representación se hace colocando el símbolo del elemento y alrededor tantos puntos como electrones de valencia tenga. En el caso del carbono, escribimos una C y alrededor cuatro puntos. Esta representación facilita visualizar cómo los átomos comparten sus electrones para lograr el octeto.
Nos da una idea sencilla de la disposición de los átomos en una molécula, lo cual nos ayuda a comprender la geometría molecular.
La ley del octeto, establece que los átomos deben ganar, perder o compartir electrones hasta alcanzar ocho electrones en su capa o nivel de valencia, lo que le da una estabilidad electrónica similar a los gases nobles. En estos enlaces también pueden participar otros heteroátomos.
Compuestos Orgánicos Sintéticos y Naturales
A continuación vamos a describir los compuestos orgánicos sintéticos y naturales.
Los compuestos orgánicos sintéticos son sustancias químicas donde se utiliza como base el carbono. Son moléculas creadas en el laboratorio o en procesos industriales, a diferencia de los compuestos naturales que son característicos de los seres vivos.
Se diseñan para crear propiedades específicas, como la resistencia, eficacia, o para realizar funciones que los productos naturales no pueden o abaratar costos.
Esta actividad ha abierto una extensa área de posibilidades de desarrollo industrial, de investigación y tecnológicas.
Ejemplo de productos sintéticos, hay muchos, entre ellos todos los plásticos, como el polietileno, poliestireno o PVC, los cuales son utilizados en la fabricación de bolsas, telas, muebles, implementos de cocina, globos tripulados, paracaídas, tuberías y otros diversos usos.
Otros productos son los pesticidas como el DDT, el malatión, y el glifosato que se clasifican en familias como los organoclorados, los organofosforados y los carbamatos. De hecho, existe una larga lista de familias y productos.
En la industria de los alimentos, existen muchos sustitutos de los azúcares entre los que puedes encontrar edulcorantes, bebidas saborizadas, sustitutos del huevo, de carnes, y muchos más.
Pero, claro, aunque contengan carbono, que es un elemento químico que forma parte de la vida en nuestro planeta, otros mundos, y hasta de otras galaxias, debes tener en cuenta que algunos productos pueden ser contaminantes para el ambiente y que ciertos alimentos no deben ser consumidos por personas que tengan determinadas afecciones de salud.
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