EJERCICIOS
SÍNTESIS
Propiedades
del carbono
El estudio del carbono es muy amplio. En la tabla periódica, el carbono
es el primer elemento de la familia IV A de
los elementos representativos y es un no metal. Se une químicamente
con otros elementos para formar compuestos inorgánicos.
Forma una inmensa gama de compuestos orgánicos también
llamados compuestos del carbono, los cuales forman parte de las estructuras de
los organismos vegetales y animales
El grafito tiene exactamente el mismo tipo de átomos que el
diamante, pero por estar unidos y dispuestos en diferente forma, su textura,
fuerza y color son diferentes; sin embargo, la descomposición del diamante es
extremadamente lenta que sólo es apreciable a escala geológica. A las
diferentes estructuras de sustancias con el mismo tipo de átomos se les conoce
como formas alotrópicas.
Hay dos modelos que se complementan para explicar la
estructura atómica del carbono.
El metano es el compuesto más pequeño de los millones de
compuestos que llegan a formarse cuando se combinan átomos carbono e hidrógeno.
Hidrocarburos
Los átomos de carbono se enlazan químicamente entre sí
formando largas cadenas lineales o ramificadas, que van desde unos cuantos
átomos hasta miles de ellos o bien anillos de todos los tamaños; debido a esta
característica se considera al carbono, único en la naturaleza, lo que le
permite formar una inimaginable cantidad de compuestos; a esta propiedad del
carbono se conoce como concatenación.
Los átomos de carbono al combinarse químicamente ya sean entre
sí o con átomos de otros elementos siempre van a formar cuatro enlaces,
generalmente covalentes. Los enlaces carbono-carbono pueden ser simples, dobles
o triples.
En las fórmulas desarrolladas de los compuestos orgánicos los
átomos de C invariablemente tendrán cuatro enlaces representados mediante
líneas; por otro lado, el átomo de hidrógeno al combinarse químicamente sólo
puede formar un enlace que se representa con una sola línea.
Fórmulas
y nomenclatura de HC
Existen varias formas de representar las estructuras de los HC
y cada una tiene sus propias reglas de construcción. Las más comunes son: la
desarrollada, la semidesarrollada, de esqueleto, de esferas y palos, y
condensada.
La estructura desarrollada de los HC muestra todos los enlaces
que se establecen entre los átomos. La semidesarrollada simplifica la
representación agrupando los átomos de hidrógeno de cada átomo de carbono.
El carbono puede formar una amplia gama de compuestos
enlazándose con otros elementos además del hidrógeno; de esta forma es posible
encontrarlo formando compuestos con oxígeno, con nitrógeno o con azufre, o
bien, con diferentes elementos a la vez.
La vitamina B1 tiene acción benéfica sobre el sistema nervioso
y la actitud mental. Favorece el crecimiento y ayuda a la digestión de
carbohidratos y lípidos, entre otras funciones. La estructura química de la
vitamina B1 es la responsable de tales propiedades.
En la imagen se observan los átomos de nitrógeno y de azufre
indicando el número de enlaces que se había preestablecido con los modelos de
Lewis, esto es 3 enlaces para los átomos de nitrógeno y 2 enlaces para los de
azufre.
El ADN contiene la información genética. Esta información es
transmitida a las células que fabrican las proteínas a través de otra
macromolécula, el ARN, que es muy semejante al ADN.
Isomería
El carbono al unirse a otros átomos de carbono produce una
gran variedad de compuestos. A partir de 4 átomos de carbono podemos encontrar
dos o más compuestos con la misma cantidad de átomos, en otras palabras, tienen
la misma fórmula molecular o condensada, sin embargo, la distribución atómica
de éstos es diferente, es decir, sus estructuras no son iguales.
Estos compuestos reciben el nombre de isómeros, que tienen la
misma composición atómica pero diferente fórmula estructural, por esto es
necesario conocer la fórmula desarrollada o semi desarrollada, para saber qué
tipo de compuesto es y poderlo diferenciar del otro, además la estructura podrá
ayudar a explicar mejor las propiedades de cada isómero.
Entre mayor sea el número de átomos en un compuesto, mayores
son las posibilidades de formar diferentes isómeros.
Relación
entre estructura de las moléculas y las propiedades de los compuestos
Así como las formas alotrópicas del carbono (grafito,
diamante, carbono amorfo, fullereno, nanotubos) presentan diferentes
propiedades, los isómeros también presentan diferentes propiedades debido a su
estructura. Al aumentar el número de ramificaciones en la estructura, el punto
de ebullición disminuye y el estado físico cambia.
