La
Química del carbono es la parte de la química que estudia sustancias
compuestas casi en su totalidad de carbono e hidrógeno, y que a veces
contienen pequeñas cantidades de otros elementos, como oxígeno,
notrógeno, azufre o halógenos. Estos compuestos se denominan compuestos
orgánicos porque se encuentran sobre todo en los seres vivos, y la parte
de la Química que se ocupa de su estudio se denomina Química Orgánica.
El carbono tiene un número atómico de seis, lo que
significa que teine seis protones en el núcleo y seis electrones en la
corteza, que se distribuyen en dos electrones en la primera capa y
cuatro en la segunda. Por tanto, el átomo de carbono puede formar cuatro
enlaces covalentes para completar los ocho electrones de su capa más
externa. Estos enlaces pueden ser de tres tipos: enlace simple, enlace
doble y enlace triple.
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Enlace simple |
Es la
manera más sencilla en la que el carbono comparte sus cuatro electrones.
Los enlaces se colocan apuntando a los cuatro vértices de un tetraedro
regular, estando el carbono en el baricentro de dicho tetraedro. Se dice
que el carbono actúa de manera tetragonal.
El ejemplo más simple lo representa el metano, en el que un
átomo de carbono comparte cada uno de sus cuatro electrones exteriores
con un átomo de hidrógeno, de modo que tanto el carbono como cada uno de
los cuatro hidrógenos completan su última capa electrónica.
A la derecha tienes una simulación en la que puedes girar la
molécula arrastrando mientras pulsas el botón izquierdo del ratón, y
ampliarla arrastranso mientras pulsas el botón derecho.
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Pero el
átomo de carbono puede formar enlaces con otros átomos de carbono,
originando cadenas que puieden ser larguísimas. El ejemplo más simple de
esto es un átomo de carbono que se une a tres hidrógenos y a otro
carbono, que a su vez se une a otros tres hidrógenos. En este compuesto,
de nombre etano, los dos carbonos actúan de forma tetragonal.
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Enlace doble |
El
carbono no tiene por qué formar los cuatro enlaces con cuatro átomos
distintos. Puede darse el caso de que dos de esos enlaces los forme con
un mismo átomo. Hablamos entonces de un enlace doble. Los dos electrones
que le quedan al carbono se enlazan con otrs dos átomos mediante
enlaces simples. En este caso, el enlace doble y los dos simples apuntan
a los vértices de un triángulo casi equilátero. Se dice que el carbono
actúa de forma trigonal.
El ejemplo más simple es el etileno, en el que los dos carbonos
comparten dos electrones entre sí y los otros dos que les quedan a cada
uno los comparten con dos átomos de hidrgeno. La estructura es trigonal y
plana.
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También
puede el carbono formar el enlace doble con otros elementos, entre ellos
el nitrógeno y el oxígeno, como veremos más adelante.
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Enlace triple |
Por
último, puede el carbono formar tres enlaces con un mismo átomo, y el
cuarto con un átomo distinto. Se habla entonces de un enlace triple. En
este caso la molécula es lineal, y decimos que el carbono actúa de forma
lineal.
El ejemplo más simple de esto es el acetileno, en el que dos
carbonos se unen mediante un enlace triple y el electrón que les queda a
cada uno lo comparten con un átomo de hidrógeno. Por supuesto, la
molécula es lineal. También puede el carbono formar el enlace triple con
otros elementos como el nitrógeno.
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