Compuestos de carbono y su clasificación de acuerdo con su composición química

COMPUESTOS DE CARBONO Y SU CLASIFICACION DE ACUERDO CON SU COMPOSICION QUIMICA

     Principalmente, el carbono es uno de los 118 elementos ubicados en la tabla periódica, el cual se ve representado con la C y se encuentra en el área de los elementos no metálicos además también es tetravalente, lo que nos indica que posee cuatro electrones los cuales le permite formar los enlaces químicos o cadenas carbonadas de los que es protagonista y que son de carácter covalente dando lugar a la combinación del mismo con átomos de otros elementos o compuestos, las cadenas carbonadas que este puede formar son tanto abiertas como cerradas, con sus respectivas ramificaciones; es muy común en la naturaleza y fácil de hallar en minerales como el carbón o diamantes, además también forma parte de compuestos inorgánicos como el dióxido de carbono CO2 o compuestos orgánicos como el petróleo, es un elemento fundamental en los seres vivos.

     Ahora bien, el carbono se caracteriza por poseer la capacidad de crear enlaces químicos efectivos y estables consigo mismo, permite la presencia de cadena simples como también ramificadas con la existencia de una variedad de átomos de carbono además de que se acopla con facilidad con el hidrogeno, oxigeno, azufre y el nitrógeno, siendo estos el pilar de lo química orgánica, de allí proviene su importancia; el carbono siempre va de la mano y ha estado presente en la evolución de la tecnología y los materiales que poseen el carbono como base en la actualidad poseen una gran variedad de aplicaciones, siendo uno de estos y el más amplio los hidrocarburos los cuales están presentes en todos los combustibles fósiles como el petróleo y derivados, o también como materia prima para la producción de plásticos o en el gas natural que se está desarrollando como fuente energética de mayor viabilidad.

     Los compuestos a los que le abre paso el carbono se clasifican en Acíclicos, Cíclicos, Aromáticos; los acíclicos se entienden como aquel compuesto de cadena abierta, en la cual cada átomo de carbono al cual va unido, denominándose primario, secundario o aquellas terciario según este unido a 1,2 o 3 átomos de carbono. Por otro lado, los cíclicos son compuestos de cadena cerrada, por lo que si su ciclo lo forma solo los átomos del carbono la serie se llamaría carbocíclica y si estos se combinan con otros tipos de átomos como lo es el oxígeno, nitrógeno, azufre, entre otros se llamaría heterocíclica, pero si el compuesto tiene más de un ciclo en sus estructuras, se le denomina poli cíclico. Finalmente, los aromáticos son una serie de compuestos extensa y de gran importancia que derivan del benceno.

     Seguidamente el estudio del nivel sistemático de los compuestos orgánicos se lleva a cabo tomando en cuenta las propiedades comunes extraídas de la existencia de un elemento diferente al carbono o grupo de átomos en la molécula llamado grupo funcional, en el cual se la llama función orgánica a las propiedades propias de un grupo de sustancias que las separan de las demás; por grupo funcional se le entiende al átomo o conjunto de átomos que se le otorgan a la molécula junto con unas propiedades particulares; en la serie homologa se habla de un conjunto de compuestos los cuales poseen el mismo grupo funcional y se diferencian en el número de átomos de carbono; y por ultimo lo que son la formula molecular es aquella que indica el número de átomos que posee una molécula, el conocimiento de la misma no establece por completo a la sustancia, más bien diferencia la unión entre los átomos y la distribución estructural y espacial de las diferentes sustancias que poseen la misma fórmula molecular pero con distinta distribución estructural de los átomos y de los enlaces entre sí.

EL ATOMO DE CARBONO

     Por consiguiente; el carbono se entiende como uno de los elementos de mayor abundancia en la Tierra, y posee una importancia potencial para la vida. Es el componente principal de la materia orgánica; por lo que también lo conforma el producto final del metabolismo de la gran mayoría de los seres vivos y del proceso de combustión al formar parte del dióxido de carbono (CO2); el mismo se presenta bajo una gran variedad de estructuras y al igual que de manera amorfa; posee propiedades físicas que a menudo son muy contrastantes, la propiedad de poder combinarse forma parte de si con casi todos los elementos; por esto se puede combinar bien sea con metales como también con no metales; a nivel de estadísticas se estima de que alrededor de unos 10 millones de compuestos de carbono hacen acto de presencia en el planeta y en su gran mayoría son esenciales para la vida en el planeta, este elemento tiene unas características muy particulares las cuales le otorgan una extensa gama de posibilidades en la química orgánica. Su número atómico es 6 y su masa atómica 12, lo que significa que su núcleo posee 6 protones y 6 neutrones en estado  estable, dicho núcleo se encuentra rodeado  6 electrones, los cuales disminuyen de acuerdo con su configuración electrónica; el carbono es tetravalente lo significa que posee 4 electrones orbitando en la última capa de energía, por lo que se pueden fusionar con los electrones más externos de otros átomos, en general de este también se forma los enlaces covalentes los cuales indican que el elemento puede formar 4 enlaces químicos. Acto seguido, el carbono también presenta alotropía que bien pueden estar presentes bajo estructuras moleculares variadas, en el mismo estado físico, dependiendo de las condiciones de formación. Los alótropos más importantes del carbono son: diamante, grafito, lonsdaleíta, fullereno, nanotubo de carbono, carbono amorfo y grafeno. Le integra una facilidad para combinarse extraordinaria ya sea con metales como con los no metales.

     En el mismo orden de ideas, hemos de resaltar que los átomos se encuentran formados por partículas subatómicas nucleares como lo son el protón y el neutrón, así como también los electrones pero estos vienen a formar parte de la corona electrónica que se ubica alrededor del núcleo, sabiendo que la mayor cantidad de la masa que posee se encuentra alojada allí, pero es trabajo de los electrones participar en la formación de los enlaces durante las reacciones químicas. Teniendo esto en cuenta, cuando hablamos del átomo del carbono, las propiedades químicas de cualquier elemento se establecen mediante el número de protones contenidos en el núcleo y el análogo número de electrones alrededor de éste, por lo que podemos deducir que para conocer la cantidad de protones y la masa atómica del elemento se vuelve indispensable para saber la interacción química que tendrá durante las reacciones que se dan bajo diferentes condiciones.

COMPUESTOS ORGANICOS

     Así mismo, se entiende por compuestos orgánicos a todas aquellas sustancias que están conformadas por diferentes elementos, en los cuales su estructura principal va concentrada en el carbono y el hidrógeno, aunque también puede existir la posibilidad de tener otros elementos asociados a la química de la vida común la cual tiene un papel importante como constituyentes, de igual forma las moléculas y compuestos orgánicos poseen una producción prácticamente espontáneamente en la naturaleza, aunque también pueden ser sintetizados en un laboratorio, para poder distinguir entre los compuestos orgánicos y los inorgánicos se ha desarrollado un proceso el cual a pesar de ser complejo, ha sido la razón por la cual existen numerosas polémicas entre la comunidad especializada, pero a pesar de ello, en un punto aparentemente  evidente de la naturaleza orgánica es la predominancia de los átomos de carbono que se encuentran enlazados con otros átomos de carbono y con hidrógenos, sin embargo, no todas las moléculas que incluyen carbono e hidrógeno en su cadenas son, de hecho, orgánicas, dicha  diferenciación gira en base a la cercanía que posee con la bioquímica, es decir, la química de la vida conocida, por esto los compuestos orgánicos pueden contener una amplia variedad de elementos, pero predominan el carbono (C) e hidrógeno (H), así como el oxígeno (O), nitrógeno (N), azufre (S), fósforo (P), boro (B) y los halógenos. La presencia de estos elementos no garantiza que un compuesto sea orgánico, pero no existen compuestos orgánicos que carezcan de carbono e hidrógeno.

     El origen de dichos compuestos se divide en dos que son de forma natural y de forma natural;  en la forma natural se sintetizan gracias a la intercesión de los seres vivos, aunque también pueden producirse como resultado de diferentes procesos naturales en los que no interviene ningún ser vivo (como los hidrocarburos provenientes del petróleo) y por otro lado tenemos los artificiales los cuales son creados por la mano humana gracias son fabricados a partir de procesos artificiales en un laboratorio, donde se obtienen compuestos orgánicos que incluso no existen o tienen lugar en la naturaleza. Los compuestos orgánicos poseen diferentes propiedades tanto físicas como químicas que son las que les distinguen del resto; entre las mismas podemos encontrar la combustibilidad, la covalencia, la isomería, la solubilidad y la polimerización. La combustibilidad es una de las principales características de los compuestos orgánicos por la capacidad de combustión que posee, es decir, su naturaleza es inflamable. Esta capacidad, derivada de su alta presencia de carbono y es aprovechada por los seres vivos para obtener energía bioquímica, el hombre por otro lado emplea este tipo de compuesto para la adquisición de energía. La covalencia se entiende como la naturaleza de los compuestos orgánicos, ya que no es iónica, lo que se debe a que la mayoría de sus enlaces atómicos son covalentes y no se enlazan mediante la atracción electrostática, como en el caso de los iones metálicos con los no metálicos para formar compuestos iónicos. En la solubilidad al ser uno de los principios de la química establece que las sustancias se disuelven en una sustancia similar, por esto, algunos compuestos orgánicos son solubles en agua, los más polares, debido a que el agua es polar. Por otra parte, dependiendo de la similitud de sus polaridades, otros compuestos orgánicos pueden ser solubles en alcoholes, éteres o solventes fabricados con sustancias de semejante naturaleza. La polimerización es un proceso exclusivo de los compuestos orgánicos y arroja como resultado una macromolécula de alto peso molecular, este se lleva a cabo utilizando moléculas más pequeñas llamadas monómeras, que se enlazan mediante ciertos procesos químicos de síntesis para formar largas cadenas. Y finalmente la isomería la presentan muchos compuestos orgánicos, esto se debe a la capacidad de poseer fórmulas idénticas en el número y el tipo de elementos involucrados, pero organizados de una manera diferente, lo cual se traduce en un compuesto final totalmente distinto.

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