miércoles, 2 de junio de 2010

CONFIGURACION ELECTRONICA DEL CARBONO

El átomo de carbono tienen la siguiente configuración electrónica en estado basal:

C z=6 1s² 2s² 2px¹ 2py¹ 2pzº

En esta configuración se observa que hay dos orbitales externos parcialmente ocupados 2px y 2py y un orbital totalmente lleno 2s. Con esa distribución electrónica el carbono actuaría con valencia dos. Sin embargo, se puede lograr con facilidad que un electrón de un orbital 2s pase al orbital 2pz libre, logrando que los cuatro electrones estén desapareados.

C z=6 1s² 2s¹ 2px¹ 2py¹ 2pz¹

Los enlaces resultantes no son iguales ya que tres de ellos están formados por electrones pertenecen a orbitales de tipo p, mientras que el cuarto enlace es debido a un electrón de un orbital 2s. el hecho de que los cuatro enlaces se comporten de un mismo modo nos hace pensar que se produjo una reorganización energética de los que resultaron cuatro orbitales híbridos sp³, con la misma energía.

CLASIFICACION DE LOS HIDROCARBUROS

Hidrocarburos a cíclicos,: estos se dividen en:
Hidrocarburos saturados (alcanos o parafinas), no tienen enlaces dobles, sólo múltiples yenlaces individuales.
Hidrocarburos no saturados o insaturados, que tienen uno o más enlaces dobles (alquenos u olefinas) o triples (alquinos o acetilénicos) entre sus átomos de carbono.
o PROPIEDADES FISICAS
• Son insolubles en agua pero se disuelven en disolventes organicos tales como el eter, benceno o sulfuro de carbono.
• Su reactividad química es pequeña (de ahí el nombre de parafinas), debido a la alta estabilidad del enlace C-H. En condiciones adecuadas se producen las reacciones de:
Hidrocarburos aromáticos, no saturados, Los compuestos aromáticos son el benceno y los compuestos de comportamiento químico similar. Las propiedades aromáticas son las que distinguen al benceno de los hidrocarburos alifáticos. La molécula bencénica es un anillo de un tipo muy especial.
Propiedades físicas
• El benceno es un líquido incoloro, móvil con olor dulce a esencias.
Es soluble en éter, nafta y acetona. También se disuelve en alcohol y en la mayoría de los solventes orgánicos.
• Se Disuelve al iodo y las grasas.


ALQUENOS
Se denominan también olefinas y constituyen un grupo de hidrocarburos cuya cadena carbonada uno o mas enlaces dobles.

Propiedades Químicas de los alquenos: Los alquenos no se pueden catalogar como ácidos pero sus propiedades ácidas son un millón de veces mayores que las de los alcanos. En las reacciones químicas a la derecha, se observa un mayor desplazamiento del equilibrio por perdida de protones del etileno (K=10-44), en comparación con el etano (K= 10-50)
Propiedades físicas de los alquenos: las propiedades físicas de los alquenos son semejantes a la de los alcanos. Al igual que los alcanos pueden encontrarse compuestos en estado gaseoso como el eteno, 1-buteno y sus isómeros son gaseosos. A partir de 5 carbonos los compuestos son líquidos.
Alcanos: se denominan también parafinas y constituyen un grupo de hidrocarburos cuyo carbono se une a través de un enlace covalente sencillo. Se denomina de acuerdo con el numero de carbono que poseen de la siguiente manera: con un carbono, metano; con dos etano; con tres propano; y así sucesivamente, butano, pentano, exano, eptano, octano, nonato, decano, undecano, etc.
PROPIEDADES
• los alcanos se oxidan en presencia de aire u oxígeno y el calor de una llama, produciendo dióxido de carbono, luz no muy luminosa y calor
• Estado Físico
• Puntos de Ebullición
• Puntos de Fusión
• Densidad
• Solubilidad
Propiedades Químicas
• Combustión
• Halogenación

Alquinos: poseen cadenas carbonadas con uno o mas enlaces triples. El alqueno mas sencillo es el etino o el acetileno (CH = CH), gas usado en soldaduras y en fabricación de plásticos. La terminación de sus nombres es - ino.
• Son insolubles en agua
• solubles en disolventes orgánicos usuales
• Son menos densos que el agua

¿CUALES SON LAS CARACTERISTICAS O PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS ORGANICOS?

Los compuestos orgánicos también son llamados química orgánica... Ciertamente este es un término bastante generalizado que pretende explicar la química de los compuestos que contienen carbono, excepto los carbonatos, cianuros y óxidos de carbono.
Los compuestos orgánicos son todas las especies químicas que en su composición contienen carbono y, usualmente, elementos como Oxígeno (O), Hidrógeno (H), Fósforo (F), Cloro (CL), Yodo (I) y nitrógeno (N).
♦Características de los Compuestos Orgánicos:
• Son Combustibles
• Poco Densos
• Electro conductores
• Poco Hidrosolubles
• Pueden ser de origen natural u origen sintético
• Tienen carbono
• Casi siempre tienen hidrogeno
• Componen la materia viva
• Su enlace más fuerte en covalente
• Presentan isomería
• Existen más de 4 millones
• Presentan concatenación
♦Propiedades de los Compuestos Orgánicos
los compuestos orgánicos covalentes se distinguen de los compuestos inorgánicos en que tienen puntos de fusión y ebullición más bajos. Gran parte de los compuestos orgánicos tienen los puntos de fusión y ebullición por debajo de los 300 °C, aunque existen excepciones. Por lo general, los compuestos orgánicos se disuelven en disolventes no polares (líquidos sin carga eléctrica localizada) como el octano o el tetra cloruró de carbono, o en disolventes de baja polaridad, como los alcoholes, el ácido etanoico (ácido acético) y la propanona (acetona). Los compuestos orgánicos suelen ser insolubles en agua, un disolvente fuertemente polar.
• Los hidrocarburos tienen densidades relativas bajas, con frecuencia alrededor de 0,8, pero los grupos funcionales pueden aumentar la densidad de los compuestos orgánicos. Sólo unos pocos compuestos orgánicos tienen densidades mayores de 1,2, y son generalmente aquéllos que contienen varios átomos de halógenos.
• Los grupos funcionales capaces de formar enlaces de hidrógeno aumentan generalmente la viscosidad (resistenciaa fluir). Por ejemplo, las viscosidades del etanol, 1,2-etanodiol (etilenglicol) y 1,2,3-propanotriol (glicerina) aumentan en ese orden. Estos compuestos contienen uno, dos y tres grupos OH respectivamente, que forman enlaces de hidrógeno fuertes.

LAS MOLECULAS DEL METANO, ETENO Y ETINO

LAS MOLECULAS DE METANO
Las moléculas de metano, etano y etino en tercera dimensión.
La molécula del metano esta formada por un átomo de carbono y cuatro átomos de hidrogeno.
No solo las molécula del metano se presentan como un tetraedro. Mejor dicho el átomo de carbono cuando tiene cuatro posibles enlaces sencillos (quimicament6e se le dice hibridación sp3) cada una de las orillas seria el vértice de un tetraedro.
¿POR QUE?
Pues bien, los cuatro enlaces son idénticos pues no se pueden numerar porque no se puede diferenciar uno de otro. Supón que tienes una pelotita de esponja y cuatro palillos del mismo tamaño y forma. ( la pelota es el átomo de carbono y los palillos sus enlaces) La naturaleza no discrimina ¿de que forma podrías enterrar los palitos separados a la misma distancia uno de otro en la pelota de esponja? pues formando un tetraedro con las puntas pues un tetraedro es una figura que tiene todos los lados iguales. El átomo de carbono quedaría en el centro.

LAS MOLECULAS DE ETENO
El etano es un hidrocarburo de fórmula molecular C2H6. Su estructura se puede explicar admitiendo que los dos átomos de carbono presentan hibridación sp3, de manera que el enlace covalente C-C se forma por solapamiento de dos orbitales
híbridos sp3, uno de cada átomo de carbono, quedando en cada uno otros tres orbitales híbridos para solapar con los orbitales s de los seis átomos de hidrógeno.
Como en el caso del metano cada átomo de carbono se sitúa en el centro de un tetraedro cuyos vértices lo ocupan ahora tres átomos de hidrógeno y el otro carbono.
La molécula de etileno.
El concepto de hibridación también puede explicar la formación de enlaces múltiples en las moléculas orgánicas. Por ejemplo, el etileno, cuya fórmula molecular es C2H4, es una molécula plana con una longitud de enlace C-C de 1.33 Å, inferior a la longitud del enlace simple C-C del etano, que es de 1.54 Å. La longitud del enlace C-H en el etileno es de 1.08 Å, también ligeramente menor que el enlace C-H del etano, que es de 1.09 Å. Los ángulos de enlace de C-C-H y H-C-H en el etileno son de 121.7° y 116.6° respectivamente.

Cuando dos átomos de carbono con hibridación sp2 se solapan frontalmente se forma un enlace sigma (σ) carbono-carbono, quedando sobre cada átomo de carbono dos orbitales híbridos sp2 y un orbital 2p no hebraizado. En la molécula de etileno los orbitales híbridos sp2 que no se han empleado en la construcción del enlace C-C se solapan con los orbitales 1s de cuatro átomos de hidrógeno dando lugar a cuatro enlaces σ Csp2-H1s.
En el estado fundamental de un alqueno, los dos electrones que forman el enlace π entre los átomos de carbono se sitúan en el orbital molecular enlazante π.

Aplicaciones de Interés en la Industria y en los Seres Vivos

Lipidos
Los lípidos son compuestos del metabolismo primario, ampliamente distribuidos en el reino vegetal y también en el animal. Clásicamente se clasifican en lípidos simples y complejos; los primeros incluyen a los triglicéridos o ésteres de la glicerina con ácidos grasos y a los céridos o ésteres de ácidos grasos de cadena larga con un alcohol alifático de elevado peso molecular (verdaderos céridos) o un esterol (estéridos). Los glicéridos son lípidos de reserva, mientras que céridos y estéridos protegen a los vegetales de las agresiones externas. Los lípidos complejos o lípidos de constitución, son los fosfolípidos y glucolípidos de membrana, compuestos fundamentales para los organismos vivos pero sin interés desde el punto de vista de la utilización en terapéutica de las plantas medicinales.
En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales. Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energética (triglicéridos), la estructural (fosfolípidos de las bicapas) y la reguladora (esteroides).
Proteinas
Las proteínas son “cadenas” compuestas de aminoácidos, las cuales tienen diferentes tamaños y cuales desempeñan un papel estructural en el organismo, pues participan en la renovación constante y formación de los distintos tejidos: su presencia es imprescindible para el metabolismo de los nutrimentos. En el metabolismo energético las proteínas tienen una función secundaria, ya que solamente son utilizadas en estados de ayuno prolongado desnutrición.
Cuando se consumen cantidades insuficientes de proteína se altera la actividad del sistema nervioso central, de las glándulas de secreción interna y demás órganos; baja la capacidad de defensa del organismo, trabajo intelectual y físico. En los niños y adolescentes se retardan el crecimiento y desarrollo.
Sin embargo tampoco es conveniente el consumo excesivo de proteínas, lo que es muy común en fisicoculturistas, los cuales consumen cantidades excesivas cayendo frecuentemente en un exceso de energía y aumentando el porcentaje de grasa más que de masa muscular, además de que este exceso puede provocar un incremento en ácido úrico y el sobrecargar la función del hígado y los riñones. Lo ideal es no consumir más de 2g de proteína por kilogramo de peso si eres atleta de este tipo y lo mejor es que esto sea prescrito por un nutriólogo según las características y necesidades de cada individuo.
Así que antes de consumir complementos o sustancias que desconozcas, consulta a un especialista...

¿DE QUE ESTA FORMADO EL PETROLEO Y EL GAS NATURAL?

El petroleo, es una mescla heterogenea de compuestos organicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua.
Es de origen focil, fruto de la transformacion de materia organica prosedente de zooplancton y algas que, depositados en grandes cantidades en fondos anóxicos de mares o zonas lacustres del pasado geológico, fueron posteriormente enterrados bajo pesadas capas de sedimentos.
En condiciones normales es un líquido bituminoso que puede presentar gran variación en diversos parámetros como color y viscosidad, desde amarillentos y poco viscosos como la gasolina hasta líquidos negros tan viscosos que apenas fluyen.
Es un recurso natural no renovable y actualmente también es la principal fuente de energía en los países desarrollados. El petróleo líquido puede presentarse asociado a capas de gas natural, en yacimientos que han estado enterrados durante millones de años, cubiertos por los estratos superiores de la corteza terrestre.
No hace falta ser un experto en medio ambiente para saber que una marea negra causa graves destrozos en el medio ambiente. Las manchas de petróleo en las playas, las aves teñidas de negro y la indignación de la gente afectada por el vertido nos muestran la "cara oscura" de este desastre medioambiental.
El gas natural.
El gas natural es una fuente de energía no renovable formada por una mezcla de gases ligeros que se encuentra frecuentemente en yacimientos de petróleo, disuelto o asociado con el petróleo o en depósitos de carbón. Aunque su composición varía en función del yacimiento del que se saca, está compuesto principalmente por metano
Puede obtenerse también con procesos de descomposición de restos orgánicos (basuras, vegetales - gas de pantanos) en las plantas de tratamiento de estos restos . El gas obtenido así se llama biogás.
El gas natural se utiliza para la calefacción de edificios, calentamiento de agua, cocinar, secar la ropa, la iluminación y con fines industriales.
La mayor parte de la energía utilizada en los diferentes países proviene del petróleo y del gas natural.

¿QUE SON LOS HIDROCARBUROS?

Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados únicamente por átomos de carbono e hidrogeno. La estructura molecular consisten en un armazón de átomos de carbono a los que se unen los átomos de hidrógeno. Los hidrocarburos son los compuestos básicos de la Química Orgánica. Las cadenas de átomos de carbono pueden ser lineales o ramificadas y abiertas o cerradas. Los hidrocarburos se pueden diferenciar en dos tipos que son alifáticos y aromáticos. Los alifáticos, a su vez se pueden clasificar en alcanos, alquenos y alquinos según los tipos de enlaces que unen entre sí los átomos de carbono. Las formulas generales de los alcanos, alquenosy alquinos son CnH2n+2= CnH2n y CnH2n-2= respectivamente

¿CUANTOS ENLACES PUEDE FORMAR EL CARBONO?¿DE QUE TIPO?

El carbono es el elemento alrededor del cual ha evolucionado la química de la vida. El carbono tiene cuatro electrones de valencia en su capa más externa, cada uno de los cuales puede parearse con los de otros átomos que puedan completar sus capas electrónicas compartiendo electrones para formar enlaces covalentes. Algunos de estos elementos son el nitrógeno, el hidrógeno y el oxígeno. Pero la característica más admirable del atomo del carbono, que lo diferencia de los demás elemntos y que confirma su papel elemntal en el origen y evolución de la vida, es su capacidad de compartir pares de electrones con otros átomos de carbono para formar enlaces covalentes carbono-carbono. Este fenomeno es el cimiento de la úímica orgánica. Las proteínas, por ejemplo, corresponden a una sola de esa gran variedad de estructuras formadas mediante el anterior mecanismo.

martes, 1 de junio de 2010

EL CARBONO EN LA NATURALEZA

Los compuestos inorganicos que estan presentes en los seres vivos son el agua y las sales minerales.
se denominan compuestos inorganicos a todos aquellos compuestos que estan formados por distintos elementos, pero en los que su componente principal no siempre es el carbono, ciendo el agua el mas abundante, en los compuestos inorganicos se podria decir que participan casi la totalidad de elementos conocidos.

como se representan los compuestos organicos y que tipos de formulas se utilizan.

sabias que? los seres vivos principalmente estan formados por carbono oxigeno hidrogeno nitrogeno y menor medida contienen aufre y fosforo. al carbono se le conoce como compuesto organico.

quimica organica o quimica del carbono, por compuestos organicos entendemos como compuestos de carbono exepto los oxidos y los carbonatos que se estudian como compuestos inorganicos desde siempre.El numero de compuestos organicos conocidos son muy superiores a los compuestos inorganicos apesar de ser pocos los elementos que estan en composicion.

El gran numero de compuestos organicos y la tremenda variedad de sus tamaños y estructura hace nesesaria una sistematizacion en su nomeclatura.

FORMULAS QUIMICAS

La formula quimica es una formula quimica de una molecula, la formula puede ser:

EMPIRICA.ïndica que los elementos forman la molecula y enque proporcion estan , por ejemplo si tenemos un hidrocarburo (H y C ) podemos combustionarlo en precencia del oxigeno.

MOLECULAR.indica el numero total de atomos de cada elemento en la molecula. Para conocer la formula es preciso conocer la masa molecular del compuesto.

*condensada.expresa el tipo y el numero de atomos de cada molecula (C6 Y H6) seis atomos de carbono y seis de hidrogeno.

*semidesarrollada.ahi se reprecentan los enlaces del carbono HC=CH triple enlace de carbono.

*desarrollada o estructural.se reprecentan todos los enlaces de la molecula H-C = C-H en la mayor parte bastara con la formula semidesarrollada.

EL CARBONO EN LA NATURALEZA

El diamante es el material mineral más duro, incoloro, transparente y abrasivo que se conoce; puede rayar los metales o cortar el pavimento, ya que se encuentra en la punta de las brocas; se considera una piedra preciosa, reactiva a temperatura ambiente.
En el diamante, un átomo de carbono se une a cuatro átomos de carbono por enlaces sencillos, en disposición tetraétrica.

El grafito, es suave, quebradizo, negro, opaco y blando como el de la punta de los lápices. Ambos son tan sólo un conglomerado de átomos de carbono, que presentan el mismo tipo d enlace covalente.
Respecto al grafito, cada carbono esta unido a otros tres átomos de carbono; la geometría que representa es es la un triángulo equilátero plano.
El carbono es unico en la quimica por que forma un nuemero de compuestos mayor que la suma total de todos los otros elementos combinados.
El grupo mas grande de estos compuestos es el constituido por carbono e hidrgeno. Se estima que se conoce como minimo de 1.000.000 de compuestos organicos y este numero crece rapidamente cada año. Aunque la clasificacion no es rigurosa, el carbono forma otra serie de compuestos considerados como inorganicos, en un numero mucho menor al de los organicos.
El carbono elemental existe en dos formas alotropicas bien definidas: diamante y grafito.
El carbono y sus compuestos se encuentran distribuidos ampliamente en la naturaeza. Se estima que el carbono constituye 0.032% de la corteza terrestre. El carbono libre se encuentra en grandes depositos como hulla, forma amorfa del elemento con otros compuestos complejos de carbono-hidrogeno-nitrogeno.
Grandes cantidades de carbono se enciuentran en forma de compuestos. El carbono esta presente en la atmosfera en un 0.03% por volumen como como dioxido de carbono. Todas las plantas y animales vivos estan formados de compuestos orgánicos complejos en donde el carbono esta combinado con con hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y oros elementos.
Los compuestos de carbono tienen muchos usos. El dioxido de carbono se utiliza en la carbonatacion de bebidas, en extintores de fuego y , en estado solido. El monoxido de carbono y el disulfuro de carbono se utiliza como agente reductor en muchos procesos metalurgicos.