Atomo De Carbono

Átomo de Carbono.

El carbono es el primer miembro del grupo VIA de la tabla periódica que se encuentra ubicado en el segundo periodo y tercer elemento en abundancia relativa.

A parte de ser único por la cantidad de compuestos que puede formar, el carbono se parece al silicio en muchos aspectos, decreciendo su grado de semejanza con los otros elementos a lo largo del grupo.

Su representación es:

El átomo de carbono presenta 6 isótopos:

Características del carbono

Entre las características más importantes del carbono, están:

• En cuanto al número y variedad de forma de los compuestos químicos que constituyen, muchos de ellos son la base de la materia viva.

• Constituye el 0.08% de la litósfera, hidrósfera y atmósfera combinadas.

• En la corteza terrestre se encuentra principalmente en el carbón de piedra, el petróleo y el gas natural.

• A temperaturas superiores a los 3600°C se sublima, es decir pasa de estado sólido a vapor.

• En metalurgia se aprovecha su poder de combinación con el oxígeno, pues es reductor y sustraer el oxígeno de los óxidos metálicos para combinarse con él, dejando el metal libre.

• Con algunos metales se combina para formar los carburos, como el carburo de calcio (CaC2), el carburo de aluminio (Al4C3)

• Con el silicio, forma el carburo de silicio (SiC) llamado carburundum, sustancia más dura que se conoce.

• Con el hidrógeno forma los hidrocarburos (orgánico), con el oxígeno el CO2, los carbonatos, calizas, mármol, siderita (FeSO3), dolomita.

Propiedades físicas del carbono

Entre las propiedades físicas del carbono, tenemos:

• En general son cuerpos sólidos.

• Es insoluble en el agua.

• Son inodoros e insípidos

• Son más densos que el agua

• A excepción del diamante, son de color negro, frágiles y untuosos al tacto.

Propiedades químicas del carbono

Entre las principales propiedades químicas del carbono tenemos:

• Se combina con metales y metaloides, origina diversidad de compuestos sólidos, líquidos y gaseosos.

• Al combinarse con metales forma hidruros.

• Al combinarse con el hidrógeno forma diferentes compuestos llamados hidrocarburos.

• Al combinarse con el azufre forma un líquido de olor a “coles podridos”, muy usado como disolvente.

• El sulfuro de carbono con el cloro forma el CCl4 un líquido de gran poder disolvente.

• Es combustible, se combina con el oxígeno con desprendimiento de luz y calor por lo que se emplea como fuente artificial de calor.

Clases de carbono

El carbono puede clasificarse de acuerdo al estado en que se encuentra. Tenemos:

1. Estado puro del carbono.

2. Estado impuro del carbono.

1. Estado Puro: Diamante y grafito, naturales o artificiales, son siempre cristalinos – alotrópicos del carbono.

Entre estos tenemos a:

1. Diamante:

Alótropo del carbono, en la que cada átomo del carbono se enlaza covalentemente con otros cuatro que están ubicados en los vértices de un tetraedro regular y así podemos considerar que el átomo de carbono posee la hibridación sp3. Separados por cada uno de sus vecinos (C – C) y con ángulos de enlace pequeños. Tiene enlaces muy fuertes y sin electrones móviles, lo que explica la fuerza del diamante, su mala conductividad eléctrica y punto de fusión alto (aproximadamente 3750°C).

Características del diamante:

• Los diamantes existen en su estado nativo en la corteza terrestre, pero actualmente la industria fabrica diamantes sintéticos.

• Es un carbón casi puro, es una de las sustancias más puras que se conocen, por lo que se usa para cortar el vidrio.

• Es más denso que el grafito, su densidad varía entre 3.45 y 3.525

• Posee el poder de dispersión de la luz (es muy brillante) por lo que tiene gran valor en joyería.

• El peso del diamante se evalúa en quilates, que equivale a 1/150 de onza de troy, esto es 0.2 gramos ( 1 quilate equivale a 1/5 gramos)

• A pesar de ser el más duro, es muy frágil.

• Se presenta en cristales de forma regular, transparentes y muy poco coloreados.

• Es un aislador transparente.

Aplicación del Diamante:

• Se usa en herramientas cortantes, de molienda y pulimentado

• Se utiliza para cortar vidrio

• En joyería como piedra valiosa

2. Grafito:

Es el alótropo mas estable del carbono a presiones y temperaturas ordinarias, es un sólido blando negro, untuoso de lustre metálico, donde los átomos del carbono forman capas planas dentro de las cueles ellos tienen un ordenamiento hexagonal regular.

Sus átomos se mantienen unidos o sostenidos por fuerzas del tipo Van der Walls (fuerzas de London), tiene hibridación sp2.

Características del Grafito:

• Cristalizado en sistema hexagonal

• Cada átomo de carbono se encuentra en el centro de un ordenamiento plana trigonal

• Su densidad es de 2.25 gr/cm3 , es menor a la del diamante (3.51 gr/cm3)

• Es buen conductor del calor y la electricidad.

• En su estructura cada átomo del carbono forma enlaces covalentes fuertes con 3 átomos vecinos en el mismo plano.

• A presiones muy altas de 100000 atm y 3000°C, el grafito se convierte en diamante.

• El grafito es anisotrópico, es decir difieren en distintas direcciones del sólido, a lo largo de los planos del carbono.

• Posee una conductividad eléctrica bastante grande en las direcciones paralelas a los planos de los átomos, pero pequeña en la dirección perpendicular a los planos.

• El grafito aparece en la naturaleza en muchos sitios, pero puede obtenerse por vía sintética.

Aplicaciones del Grafito:

• Se usa en pilas secas, lubricantes, pintura y punta de lápices.

• Se usa en la fabricación de electrodos y aparatos eléctricos.

• Se usa en la preparación de crisoles refractarios.

2. Estado Impuro: Carbones, las cuales se subdividen en:

• Carbonos naturales (Microcristalinos).

• Carbonos artificiales (Amorfos).

Carbonos Naturales

Entre ellos tenemos a:

Antracita

• Carbón fósil seco, poco bituminoso.

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