EL CARBONO

CARBONO:

El carbono es un elemento químico de número atómico 6 y símbolo C. El carbono se originó en las estrellas, mediante reacciones de fusión nuclear. El carbono es un elemento relativamente abundante en nuestro planeta; sus átomos se encuentran casi en su totalidad combinados con otros elementos, formando una gigantesca variedad de compuestos.


Se piensa que el carbono elemental se originó en el planeta como resultado de la sedimentación de enormes cantidades de plantas bajo el agua, que fueron descomponiéndose por la acción de diversos microorganismos en un ambiente escaso en oxígeno.

a) La configuración electrónica del átomo de carbono en estado normal es 1s², 2s², 2sp²; los dos electrones  están en orbitales diferentes (2px y 2py).


b) La hibridación del carbono consiste en un reacomodo de electrones del mismo nivel de energía (orbital s) al orbital p del mismo nivel de energía.


5.1.- Hibridación tetragonal


Cuando un átomo de carbono se combina con otras cuatro átomos, además de la promoción de un electrón desde el orbital 2s al 2p vacío, experimenta la hibridación del orbital 2s con los tres orbitales 2p, para originar cuatro orbitales híbridos idénticos, llamados orbitales híbridos sp3 y que tienen forma bilobulada:

y los ejes de sus cuatro lóbulos mayores se dirigen hacia los vértices de un tetraedro regular:


Esta hibridación, típica de todos los átomos de crbono unidos a otros cuatro átomos cualesquiera, supone la situación más perfecta para que el solapamiento de cada uno de los cuatro orbitales híbridos con el correspondiente orbital de los átomos unidos al átomo de carbono tetraédrico sea máxima. Ello es debido a que la forma ttraédrica supone la mayor distancia posible entre los cuatro orbitales híbridos y, por tanto, entre los cuatro enlaces covalentes resultantes, con lo que sus repulsiones mutuas serán mínimas y el solapamiento o interpenetración mayor. Con ello, de acuerdo con el principio de Pauling de que a mayor solapamiento corresponde mayor fuerza de enlace, los enlaces resultantes son muy fuertes y estables.


5.2.- Hibridación trigonal


En la hibridación sp2 o trigonal la mezcla o hibridación tiene lugar únicamente entre el orbital s y dos orbitales p, quedando el tercer orbital p sin hibridar. Los tres orbitales híbridos resultantes, también bilobulados se situan en este caso en un plano y los ejes de sus lóbulos se dirigen hacia los vértices de un triángulo equilátero, quedando el eje del orbital p sin hibridar perpendicular al plano de los tres orbitales híbridos:

Esta hibridación es típica en los átomos de carbono unidos a otros tres átomos, a uno de ellos con un enlace doble.


5.3.- Hibridación digonal


La hibridación sp o digonal consiste en la hibridación del orbital s con uno de los tres orbitales p. En este caso, los dos orbitales híbridos resultantes se orientan en linea recta, formando un ángulo de 180º, quedando los otros orbitales o sin hibridar formando ángulos de 90º entre sí y con el eje de los dos orbitales híbridos sp:

Esta hibridación es la típica de los átomos de carbono unidos a otros dos átomos, bien con sendos dobles enlaces o bien con un triple enlace a uno de ellos y con uno sencillo al otro.


c) Los alcanos son hidrocarburos, es decir que tienen sólo átomos de carbono e hidrógeno. También reciben el nombre de hidrocarburos saturados.


d) Los alquenos u olefinas son hidrocarburos insaturados que tienen uno o varios dobles enlaces carbono-carbono en su molécula. Se puede decir que un alqueno no es más que un alcano que ha perdido dos átomos de hidrógeno produciendo como resultado un enlace doble entre dos carbonos. Los alquenos cíclicos reciben el nombre de cicloalquenos.


e) Los alquinos son hidrocarburos alifáticos con al menos un triple enlace entre dos átomos de carbono. Se trata de compuestos metaestables debido a la alta energía del triple enlace carbono-carbono.