La química del Carbono es la parte de la química que estudia a todos aquellos compuestos que contienen Carbono, con excepción de los óxidos y los carbonatos.

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La química del Carbono es la parte de la química que estudia a todos aquellos compuestos que contienen Carbono, con excepción de los óxidos y los carbonatos.

La mayoría de estos compuestos contienen como componentes fundamentales el C, el H, el O y el N. Otros elementos hallados pero en menor proporción son el S y el P.

Propiedades de las sustancias orgánicas:

∆ Sus puntos de fusión y de ebullición son bajos, inferiores a los 300°C, pues las fuerzas de atracción entre sus moléculas son débiles.

∆ La mayoría no son solubles en agua, pero sí lo son en solventes orgánicos tales como cloroformo, nafta, alcohol, etc.

∆ No se ionizan, por lo tanto, no conducen la corriente eléctrica cuando se encuentran en estado líquido o en solución → No son electrolitos.

∆ Son termolábiles, es decir, poco resistentes a la acción del calor.

∆ Varios arden con facilidad, originando CO2 y H2O, a la vez que desprenden calor y luz (COMBUSTIÓN).

∆ Son muy reactivos pero su velocidad de reacción es baja (originan muchas reacciones pero son lentas).

∆ Gran parte de las reacciones orgánicas son reversibles, alcanzando un estado de equilibrio.

↑ Muchas de estas propiedades están relacionadas con la unión covalente presente en estos compuestos.

Fórmula mínima o empírica: indica la relación entre los átomos que componen las moléculas con los menores números enteros con que se puede expresar la proporción atómica.

Fórmula molecular: indica el número de átomos de cada elemento existente en la molécula del compuesto.

HIBRIDACIÓN: es la reestructuración de los orbitales de un mismo átomo que tienen energía levemente diferente.

Hibridación sp3: el orbital 2s se hibrida con los tres orbitales 2p (px, py y pz) de un átomo, es decir, uno de los electrones del orbital 2s salta al orbital 2pz vacio. Se produce una reestructuración de los orbitales atómicos, formándose cuatro nuevos orbitales híbridos con energía intermedia.

1 s + 3 p → 4 sp3

Los nuevos orbitales, por mutua repulsión de sus electrones, se orientan en el espacio hacía los extremos de un tetraedro imaginario con ángulos de separación entre sí de 109°28’.

Gracias a esta hibridación el Carbono es capaz de establecer 4 enlaces covalentes simples.

Hibridación sp2: el orbital 2s se hibrida con dos orbitales 2p formándose tres orbitales híbridos sp2, quedando un orbital sp puro (sin hibridar).

1 s + 2 p → 3 sp2

Los tres orbitales son coplanares, por repulsión de sus electrones, se orientan hacia los extremos de un triángulo equilátero con ángulos de 120°.

Gracias a esta hibridación podemos interpretar cómo se establece un enlace covalente doble entre tres átomos de Carbono.

Hibridación sp: el orbital 2s se hibrida con un orbital 2p originando dos orbitales hibridos sp, quedando dos orbitales sp puros.

1 s + 1 p → 2 sp

Los dos orbitales contienen un electrón cada uno y por repulsión de sus cargas se orientan lo más alejado posible entre sí con ángulos de 180°.

Gracias a esta hibridación podemos interpretar cómo se establece un enlace covalente triple entre dos átomos de Carbono.

● La existencia de un número tan elevado de sustancias orgánicas se debe a la capacidades de los átomos de C de unirse entre sí por enlaces covalentes estables, formando Cadenas Carbonadas.

Las cadenas carbonadas se pueden clasificar:

▪ Según su forma:[pic 2]

▪ Según el tipo de enlace o ligadura presente:

                          Saturadas (Todas las ligaduras son simples)

   CADENAS               

                          No saturadas (Uno o más enlaces son dobles y/o triples)

HIDROCARBUROS (constituidos por Carbono e Hidrógeno)

◊ ALCANOS:

• Son hidrocarburos saturados (presentan el número máximo posible de átomos de H).

• Presentan hibridación sp3 con ángulos de 109°28’ debido a que todos sus enlaces son simples.

• Propiedades físicas: dependen principalmente del tamaño y de la forma de las moléculas. Los puntos de fusión y ebullición de las sustancias aumentan con el incremento de la masa molecular. Cuando se trata de isómeros que tienen el mismo número de átomos de carbono, sus puntos de ebullición son muy distintos: se ha comprobado que el punto de ebullición es más bajo en el isómero más ramificado. La causa de este comportamiento se atribuye al hecho de que los alcanos lineales tienen sus moléculas más extendidas presentando mayor superficie de contacto entre sí, mientras que la molécula ramificada posee menor superficie de contacto, y por ende, hierve a una temperatura inferior.

• Se nombran con el sufijo –ANO.

• Fórmula general: CnH2.n+2

• Nomenclatura:

- CH4 → Metano

- C2H6 → Etano

- C3H8 → Propano

- C4H10 → Butano

- C5H12 → Pentano

- C6H14 → Hexano

- C7H16 → Heptano

- C8H18 → Octano

- C9H20 → Nonano

- C10H22 → Decano

◊ ALQUENOS:

• Son hidrocarburos no saturados que presentan al menos una doble ligadura.

• Poseen hibridación sp2 con ángulos de 120°.

• Propiedades físicas parecidas a la de los alcanos.

• Se nombran con el sufijo –ENO. Se elige la cadena más larga que contenga el doble enlace otorgándole a éste la menor posición posible.

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