El Carbono.docx

UNIDAD EDUCATIVA FISCOMISIONAL SAGRADO CORAZON AÑO ELECTIVO 2018-2019 ESMERALDAS - ECUADOR

INFORME DE TRABAJO (INVESTIGATIVO) 1. DATOS GENERALES FECHA: 02/07/2018 NOMBRE: CEVALLOS SHAW DYLAN ABDEL PROFESORA:NANCY ANGULO

CURSO: 3ro PARALELO: “C” ASIGNATURA: QUIMICA.

BLOQUE TEMATICO TEMA: EL CARBONO 2. OBJETIVO Conocer la importancia del carbono en la vida de los seres vivos así como para el desarrollo y sustento de sus actividades primordiales. Tener un panorama general sobre todo lo que abarca el elemento del carbono, en el desarrollo y sustento de nuestra vida 3. INTRODUCCION Es una rama de la química que se encarga de estudiar los compuestos del carbono, sus derivados y todos los procesos que involucren sus reacciones. A los compuestos orgánicos se les denominó así porque se creía que éstos solo eran sintetizados durante los procesos metabólicos de los organismos vivos; teoría esta que fué derrumbada por Hermann Kolbe al obtener ácido acético sin la ayuda de un sistema viviente, o sea en el laboratorio, haciendo reaccionar zinc con ácido cloroacético. La química orgánica es la parte de la química que estudia los compuestos de carbono" 4. DESARROLLO DEL TEMA El Carbono El carbono es único en la química porque forma un número de compuestos mayor que la suma total de todos los otros elementos combinados. Con mucho, el grupo más grande de estos compuestos es el constituido por carbono e hidrógeno. Se estima que se conoce un mínimo de 1.000.000 de compuestos orgánicos y este número crece rápidamente cada año. Aunque la clasificación no es rigurosa, el carbono forma otra serie de compuestos considerados como inorgánicos, en un número mucho menor al de los orgánicos. El carbono elemental existe en dos formas alotrópicas cristalinas bien definidas: diamante y grafito. Otras formas con poca cristalinidad son carbón vegetal, coque y negro de humo. El carbono químicamente puro se prepara por descomposición térmica del azúcar (sacarosa) en ausencia de aire. Las propiedades físicas y químicas del carbono dependen de la estructura cristalina del elemento. La densidad fluctúa entre 2.25 g/cm³ (1.30 onzas/in³) para el grafito y 3.51 g/cm³ (2.03 onzas/in³) para el diamante. El punto de fusión del grafito es de 3500ºC (6332ºF) y el de ebullición extrapolado es de 4830ºC (8726ºF). El carbono elemental es una sustancia inerte, insoluble en agua, ácidos y bases diluidos, así como disolventes orgánicos. A temperaturas elevadas se combina con el oxígeno para formar monóxido o dióxido de carbono.

Orbitales moleulares para el enlace covalente Orbitales moleculares que son orbitales que dejan de pertenecer a un solo núcleo para pasar a depender de dos o más núcleos. Clasificación  Enlazantes: tienen menor energía que la que poseen los orbitales atómicos que contribuyeron a su formación.  Antienlazantes: Poseen mayor energía y por es por ello, crean repulsión, al contrario que los enlazantes. Los tipos de orbitales son  Orbitales σ enlazantes: Son los orbitales atómicos s y p, que se combinan entre sí de todas las maneras posibles ( s-s, p-p, s-p, p-s). Poseen enlaces sencillos  Orbitales π enlazantes: Son aquellos que coordinan los orbitales atómicos p, perpendiculares al eje. Poseen electrones muy deslocalizados que interaccionan con gran facilidad.  Orbitales σ* antienlazantes: se tratan de orbitales de mayor energía que en los orbitales enlazantes.  Orbitales n: Se producen en moléculas heteroatómicas, como por ejemplo, el N o el O. Los electrones que se encuentran desapareados ocupan estos orbitales. Enlaces de carbono Los enlaces carbono-carbono, son enlaces de tipo covalente, que tienen lugar entre dos átomos de carbono. Existen enlaces simples, que generalmente son los más comunes, pues se encuentra formado por dos electrones, siendo cada uno de uno de los átomos que participan en el enlace. Compuestos Del Carbono El carbono es un elemento químico fundamental en los seres vivos. Su número atómico es 6 y su número másico es 12. En la naturaleza se presenta en forma de grafito y de diamante. Su valencia o capacidad de combinación es 4, es decir, tetravalente. Esta capacidad de combinación la presenta también con otros átomos de carbono, lo que da lugar a las cadenas carbonadas. Estos enlaces carbono-carbono de carácter covalente pueden dar lugar a moléculas con cadenas abiertas o cerradas, con sus correspondientes ramificaciones. Los compuestos a los que da lugar el carbono pueden agruparse en:  Acíclicos: son compuestos de cadena abierta. Cada átomo de carbono de estas cadenas se caracteriza por el número de átomos de carbono a que va unido, denominándose primario, secundario o terciario según esté unido a 1, 2 o 3 átomos de carbono.  Cíclicos: son compuestos de cadena cerrada. Si el ciclo sólo lo forman átomos de carbono, la serie se llama carbocíclica, y si éstos se combinan con otro tipo de átomos (oxígeno, nitrógeno, azufre), se llama heterocíclica. Si el compuesto tiene más de un ciclo en sus estructuras, se llama policíclico.  Aromáticos: son una amplísima y muy importante serie de compuestos derivados del benceno. La hibridación La hibridación es una ley que se aplica en química, la cual nos permite demostrar la geometría y propiedades de algunas moléculas que en la teoría de enlace-valencia no se pueden demostrar. La hibridación consiste en atribuir la composición de orbitales atómicos puros de un mismo átomo para obtener orbitales atómicos híbridos. De acuerdo con la teoría de máxima repulsión del enlace de valencia, los pares electrónicos y los electrones solitarios alrededor del núcleo de un átomo, se repelen formando un ángulo lo más grande posible. En estos compuestos se ha visto que normalmente son próximos a 109º, 120º y 180º.2 Para que pueda llevarse a cabo la hibridación el átomo de carbono tiene que pasar de su estado basal a uno activado cuando se aplica energía. Existen diversos tipos de hibridación que involucran orbitales atómicos s, p y

d de un mismo átomo. Hibridación sp (enlace triple) La formación de estos enlaces es el resultado de la unión de un orbital atómico s con un orbital p puro (px), esto permite formar dos orbitales híbridos sp con un electrón cada uno y una máxima repulsión entre ellos de 180°, permaneciendo dos orbitales p puros con un electrón cada uno sin hibridar. Hibridación sp² (enlace doble C=C) Es la combinación de un orbital s con dos orbitales p (px y py) para formar tres orbitales híbridos sp2. Los orbitales híbridos sp2 forman un triángulo equilátero . Los átomos de carbono también pueden formar entre sí enlaces llamados insaturaciones: - Dobles: donde la hibridación ocurre entre el orbital 2s y dos orbitales 2p, quedando un orbital p sin hibridar, se producirán 3 orbitales sp². A esta nueva estructura se la representa como un octeto de johnson 2p6 y octavalente 2p¹ Hibridación sp³ (enlace simple C-C) La hibridación sp³ se define como la unión de un orbital s con tres orbitales p (px, py y pz) para formar cuatro orbitales híbridos sp3 con un electrón cada uno. Los orbitales atómicos s y p pueden formar tres tipos de hibridación, esto depende del número de orbitales que se combinen. Entonces, si se combina un orbital atómico s puro con tres orbitales p puros, se obtienen cuatro orbitales híbridos sp3 con un ángulo máximo de separación aproximado de 109.5º, esto es una de las características de los alcanos. átomo de carbono. Debido a su condición híbrida, y por disponer de 4 electrones de valencia para formar enlaces covalentes sencillos, pueden formar entre sí cadenas con una variedad ilimitada entre ellas: cadenas lineales, ramificadas, anillos, etc. A los enlaces sencillos –C-C– se los conoce como enlaces sigma. Todo esto recurre a la disposición de mezclarse un átomo con otro. 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. 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. 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. Compuesto orgánico e inorgánico Compuesto orgánico o molécula orgánica es un compuesto químico que contiene carbono, 1 formando enlaces carbono-carbono y carbono-hidrógeno. En muchos casos contienen oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, boro, halógenos y otros elementos menos frecuentes en su estado natural. Estos compuestos se denominan moléculas orgánicas. Se denomina compuesto químico inorgánico a aquellos compuestos que están formados por distintos elementos, pero en los que su componente principal no siempre es el carbono, siendo el agua el más abundante. En los compuestos inorgánicos se podría decir que participan casi la totalidad de elementos conocidos. El carbono en la naturaleza Propiedades físicas:

El carbono se presenta en la naturaleza en 5 formas alotrópicas que son el diamante , grafito , ulerenos , nanatubos , nanoespumas. Es sólido a temperatura ambiente. Dependiendo de las condiciones de formación, puede encontrarse en la naturaleza en distintas formas alotrópicas, carbono amorfo y cristalino en forma de grafito o diamante. Es el pilar básico de la química orgánica; se conocen cerca de 10 millones de compuestos de carbono, y forma parte de todos los seres vivos conocidos.es un elemento ampliamente distribuido en la naturaleza, aunque sólo constituye un 0,025% de la corteza terrestre, donde existe principalmente en forma de carbonatos. El dióxido de carbono es un componente importante de la atmósfera y la principal fuente de carbono que se incorpora a la materia viva. Por medio de la fotosíntesis, los vegetales convierten el dióxido de carbono en compuestos orgánicos de carbono, que posteriormente son consumidos por otros organismos (véase Ciclo del carbono).. El carbono libre se encuentra en grandes depósitos como hulla, forma amorfa del elemento con otros compuestos complejos de carbono-hidrógeno-nitrógeno.El carbono elemental existe en dos formas alotrópicas cristalinas bien definidas: diamante y grafito ulerenos y nanotubos. El 22 de marzo de 2004 se anunció el descubrimiento de una quinta forma alotrópica (nanoespumas)(enlace externo a nanoespumas). La forma amorfa es esencialmente grafito, pero que no llega a adoptar una estructura cristalina macroscópica. Esta es la forma presente en la mayoría de los carbones y en el hollín. Tipos de carbono:  Átomo de carbono primario: un átomo de carbono vecino  Átomo de carbono secundario: dos átomos de carbono vecinos  Átomo de carbono terciario: tres átomos de carbono vecinos  Átomo de carbono cuaternario: cuatro átomos de carbono vecinos Propiedades físicas de los compuestos del carbono

Tipos de Formulas La fórmula química es la representación de los elementos que forman un compuesto y la proporción en que se encuentran, o del número de átomos que forman una molécula . Formula Empírica Indica el tipo de átomos presentes en un compuesto y la relación entre el número de átomos de cada clase. FORMULAS MOLECULARES Son propias de las sustancias que están constituidas por moléculas los subíndices informan del número concreto de átomos de cada elemento presentes en la molécula. FORMULA DESARROLLADA Muestra todos los átomos que forman una molécula covalente, y los enlaces entre átomos de carbono (en compuestos orgánicos) o de otros tipos de átomos. FORMULA ESTRUCTURAL La fórmula estructural de un compuesto químico es una representación gráfica de la estructura molecular, que muestra cómo se ordenan o distribuyen espacial mente los átomos. Ciclo del carbono Ciclo del carbono El ciclo del carbono es un ciclo biogeoquímico por el cual el carbono se intercambia entre la biosfera, la litosfera, la hidrosfera y la atmósfera de la Tierra. Los conocimientos sobre esta

circulación de carbono posibilitan apreciar la intervención humana en el clima y sus efectos sobre el cambio climático. Importancia del carbono Importancia del carbono Es conocido ya por todos dentro del mundo científico que la vida, depende exclusivamente de la existencia de moléculas de carbono. Sin embargo, los organismos están formados en su mayoría por agua, que es hidrógeno y oxígeno. El carbono por tanto se combina con el hidrógeno y el oxígeno del agua, y junto a otros átomos como el nitrógeno, fósforo, calcio y azufre, acaba por formar la mayor parte de compuestos que se encuentran en los tejidos vivos. 5. DISCUSION (PALNTEAMIENTO DE PREGUNTAS) POR LO MENOS TRES PREGUNTAS CON SU RESPECTIVAS RESPUESTAS 1.- ¿cuáles son los orbitales moleculares para el enlace covalente? Orbitales s, orbitales p, orbitales d, orbitales f, orbital molecular, traslape, enlace sigma, enlace pi 2.- ¿existen 5 formas diferentes en las que se pueden encontrar el carbono en la naturaleza cuáles son? Son diamante, grafito , carbono amorfo o carbón, fullereno, nanotubos 3.- ¿cuáles son los tipos de carbono? Carbono primario, carbono secundario, carbono terciario, carbono cuaternario 6. CONCLUSIONES Al concluir mi informe, he aprendido que el carbono se presenta con el medio para dar pasó a la vida.Poco a poco nos adentramos en el tema hasta tener un panorama general del carbono, de forma que me di cuenta que éste era completamente necesario para nuestra vida cotidiana, porque incluso beber agua implica carbono, porque éste es utilizado para purificarla y claro está presente en todo el proceso que implica llevarla a nuestro hogar, incluso el vaso en el que la tomamos es plástico material en el que existe una fuerte presencia de carbono, entonces podemos concluir que el carbono es vida. 7. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA (NORMAS APA) http://carbonoparalavida.blogspot.com/p/objetivos.html https://www.lenntech.es/periodica/elementos/c.htm https://www.ecured.cu/Orbitales_moleculares https://quimica.laguia2000.com/enlaces-quimicos/enlaces-del-carbono https://www.hiru.eus/es/quimica/compuestos-del-carbono https://es.wikipedia.org/wiki/Hibridaci%C3%B3n_del_carbono http://perso.wanadoo.es/oyederra/romero_quintanilla/Quimica_carbono/enlacescarbono.htm https://es.wikipedia.org/wiki/Compuesto_org%C3%A1nico https://es.wikipedia.org/wiki/Compuesto_inorg%C3%A1nico http://monaloed.blogspot.com/2011/05/el-carbono-en-la-naturaleza.html https://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_carbono-carbono http://proyectodequimica201.blogspot.com/2012/05/tipos-de-formulas.html https://www.ciclodelcarbono.com/ https://importancia.biz/importancia-del-carbono/

8. ANEXOS (tablas, gráficos u otros