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Trabajo La Química del Carbono

Evelyn Pardo

Created on January 9, 2024

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Transcript

Física y química 4ºA

La química del carbono

Evelyn Pardo Bartos , Soraya Martínez Roda

START

ÍNDICE

1.

¿Qué características tiene el átomo de carbono?

¿Cómo son los enlaces carbono-carbono?

2.

3.

¿Cómo son las fórmulas en la química del carbono?

¿Qué propiedades presentan los compuestos del carbono?

4.

5.

¿Qué son y cómo se clasifican los hidrocarburos?

¿Cuáles son los compuestos oxigenados y qué propiedades presentan?

6.

¿Qué son los compuestos nitrogenados? Las aminas

7.

cONCLUSIÓN

8.

WEBGRAFÍA

9.

¿Qué características tiene el átomo de carbono?

01

La vida está basada en la química del carbono, debido a su facilidad para formar cadenas que pueden incluir a los otros elementos de la materia viva.

El carbono, Z = 6, se encuentra en el grupo 14 del sistema periódico.

Su configuración electrónica consta de cuatro electrones de valencia y le faltan otros cuatro para completar el nivel electrónico 2.

Puede completar este nivel uniéndose a otros átomos mediante enlaces covalentes muy estables.

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Los modelos moleculares en la química del carbono

Para visualizar la orientación espacial de los átomos en las moléculas utilizamos modelos moleculares, físicos y virtuales.Los modelos de bolas y varillas son los más utilizados en la química del carbono. Los átomos de los elementos se representan con esferas y los enlaces, mediante varillas.

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Consta de un átomo de carbono y cuatro enlaces covalentes simples que establece con los hidrógenos. Cada enlace significa que se comparten dos electrones.

Consta de un enlace simple entre los dos átomos de carbono, otros tres enlaces entre cada carbono y tres hidrógenos, que se alejan del carbono opuesto.

Uno de los cuatro hidrógenos del metano ha sido sustituido por un átomo de cloro.

Uno de los hidrógenos del etano ha sido sustituido por un oxígeno, que forma un enlace simple con el átomo de hidrógeno y otro con el de carbono.

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¿CÓMO SON LOS ENLACES CARBONO-CARBONO?

02

El carbono puede unirse a otros elementos, pero principalmente se une consigo mismo para formar cadenas carbonadas.

Enlace triple

Enlace doble

Enlace simple

  • Dos átomos de carbono que comparten solo un par de electrones están unidos por un enlace simple.
  • El enlace covalente simple se representa así: C-C
  • Una molécula en la que todos los enlaces entre los carbonos son simples tiene una estructura tridimensional.
  • Solo tienen tres enlaces disponibles para una nueva unión
  • Dos átomos de carbono que comparten dos pares de electrones, se unen mediante un doble enlace.
  • El enlace doble representa así: C=C
  • Los dos átomos de carbono unidos por el doble enlace y los dos átomos unidos a cada uno de ellos se encuentran situados en el mismo plano.
  • Tienen dos enlaces disponibles para una nueva unión
  • Si dos átomos de carbono comparten tres pares de electrones, están unidos por un triple enlace.
  • El enlace triple se representa: C ≡ C
  • Los dos átomos de carbono unidos por el triple enlace y los dos átomos unidos a ellos forman una estructura lineal.
  • Solo tienen un enlace disponible para una nueva unión

¿Qué diferencia hay entre una cadena saturada y una insaturada?

La presencia o no de dobles y triples enlaces permite clasificarlas en:

• Cadena saturada: Solo tiene enlaces carbono-carbono simples. EJ: CH3-CH2-CH2-CH2-CH3

• Cadena insaturada: Tiene, al menos, un enlace carbono-carbono doble o triple. EJ:CH3-CH=CH-CH2-CH3 у CH3-C≡CH.

¿Cómo son las fórmulas en la química del carbono?

03

Una fórmula química es la expresión simplificada de la molécula de un compuesto. Hay cuatro formas de representarlas:

  • Molecular
  • Semidesarrollada
  • Desarrollada
  • Geométrica.

¿Por qué ciertos compuestos del carbono tienen propiedades similares? Grupo funcional y serie homóloga

Las similitudes en el comportamiento químico de los compuestos del carbono son debidas a las características comunes de sus moléculas.

  • Un grupo funcional es un átomo o conjunto de átomos responsables del comportamiento químico de la molécula
  • Una serie homóloga es un grupo de compuestos químicos que tiene el mismo grupo funcional, pero cadenas de diferente número de átomos de carbono.

Los compuestos del carbono que pertenecen a una serie homóloga y tienen el mismo grupo funcional. poseen propiedades físicas y químicas semejantes.

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¿CÓMO SE FORMAN Y SE FORMULAN LOS COMPUESTOS DEL CARBONO?

Para formular y nombrar los compuestos de carbono se siguen las reglas de la IUPAC
3. Se nombran los sustituyentes(grupos de átomos) anteponiéndoles un número localizador, que indica su posición en la cadena, seguido de un guion. Si hay más de un sustituyente, los números se separan por comas.
1. Se localiza la cadena carbonada más larga, es decir, la que mayor número de ramificaciones tenga.
2. Se numeran los átomos de carbono empezando por el extremo más próximo a una ramificación,para así minimizar los números localizadores.

4. El nombre de los compuestos del carbono consta de dos partes: un prefijo, que indica el número de átomos de carbono que hay en la cadena, y un sufijo, que señala el grupo funcional.

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¿QUÉ PROPIEDADES PRESENTAN LOS COMPUESTOS DEL CARBONO?

04

Hay características comunes que comparten la mayoría de los compuestos del carbono

PROPIEDADES

•Muchos compuestos del carbono son poco estables frente al calor y se descomponen al calentarlos.

• Los compuestos del carbono están formados por muy pocos elementos, principalmente C, H, O y N, y en ocasiones CI, Br, I, S y P

• Las reacciones químicas en las que intervienen son muy lentas. Sin embargo, arden en atmósfera de oxígeno (combustión) obteniéndose dióxido de carbono y agua. En esta se desprende mucha energía, por lo que algunos compuestos del carbono se utilizan como combustibles.

La solubilidad de los compuestos del carbono

Para clasificar los compuestos del carbono según su facilidad o no para disolverse, analizaremos la presencia de grupos polares o apolares en sus moléculas..

Los compuestos con moléculas pequeñas que tienen un solo grupo polar pueden disolverse tanto en agua, como en disolventes apolares .

Los compuestos que poseen en su molécula varios grupos polares, por ejemplo:los azucares (sacarosa, glucosa, la glicerina, etc.) son muy solubles en agua.

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Los compuestos que carecen de grupos polares son totalmente insolubles en agua y solubles en disolventes apolares.

Aquellos compuestos cuyas moléculas son muy grandes y poseen un solo grupo polar son insolubles en agua y solubles en disolventes apolares.

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¿QUÉ SON Y CÓMO SE CLASIFICAN LOS HIDROCARBUROS?

05

Son compuestos de carbono formados únicamente por carbono e hidrógeno.

Alcanos

Son compuestos formados por enlaces simples. Su fórmula es : CnH2n, donde n=1,2,3...

Nomenclatura

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Se nombra con el prefijo que indica el número de átomos de carbono, después se añade el sufijo -ano. Si pierden un hidrógeno, se crea un radical alcalino, que se nombra con terminación -ilo o -il.

Propiedades

Son menos densos que el agua e insolubles en ella, son solubles en disolventes apolares. Según su punto de ebullición los 4 primeros son gases, del pentano al heptadecano, líquidos y los últimos, sólidos.

ALQUENOS

Se caracterizan por tener dos carbonos unidos por un doble enlace, su fórmula es: CnH2n, donde n=2,3...

Nomenclatura

Se nombran numerando la cadena a partir del extremo más próximo al doble enlace. La posición se indica poniendo detrás del nombre el número del primer carbono que lleva el doble enlace, con la terminación -eno.

Si hay ramificaciones, se toma como cadena principal la más larga de las que contengan doble enlace.Los sustituyentes se nombran igual que los alcanos. Y si hay más, se antepone la terminación -eno y los prefijos di-, ri- ...

Propiedades

Todos son menos densos que el agua. El más sencillo es el eteno o etileno (se utiliza para la fabricación de polímeros como el polietileno).

ALQUINOS

Poseen, al menos, un triple enlace. Su fórmula es: CnH2n-2´, donde n= 2,3...

Nomenclatura

Se nombran igual que los alquenos, pero con la terminación -ino.

Propiedades

Son insolubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos. Son menos densos que el agua. El alquino más sencillo es el etino o acetileno (gas incoloro que al arder genera una llama muy lunimosa ).

¿CUÁLES SON LOS COMPUESTOS OXIGENADOS Y QUÉ PROPIEDADES PRESENTAN?

06

Son compuestos del carbono que contienen oxígeno en su molecula, además de carbono e hidrógeno.
  • Alcoholes
  • Aldehídos y cetonas
  • Ácidos carboxílicos

ALCOHOLES

Son compuestos derivados de los hidrocarburos, en los que los hidrógenos han sido sustituidos por -OH.

Nomenclatura

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Se compone de un prefijo, que señala el nº de átomos de carbono, y de la terminación -ol. La posición del grupo funcional se indica medante un nº localizador.En una cadena carbonatada, el grupo -OH puede estar unido a un:
  • Carbono primario (Alcohol primario)
  • Carbono secundario (alcohol secundario)
  • O carbono terciario (Alcohol terciario)

Propiedades

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Los alcoholes tienen puntos de fusión y ebullición superiores a los hidrocarburos, esto es debido a que el enlace del grupo -OH está polarizado. Los primeros de la serie homóloga son solubles en agua, aunque la solubilidad disminuye al aumentar la masa molecular. También son solubles en disolventes apolares

ALDEHÍDOS Y CETONAS

Son compuestos derivados de los hidrocarburos, en los que los dos hidrógenos son sustituidos por un oxígeno.

Nomenclatura

Fórmula general de un aldehído
Para nombrarlos se usa la terminación -al, y la cadena siempre se numera empezando por el extremo que lleva el grupo carbonilo. Si la molécula contiene dos grupos aldehídos, se utiliza -dial.
Fórmula general de las cetonas
Se usa la terminación -ona, y la posición del grupo carbonilo se indica con el nº localizador.

Propiedades

La presencia del grupo carbonilo hace que los compuestos sean polares y entre sus moléculas existan enlaces de hidrógeno. Así, los puntos de fusión y ebullición son más elevados. Sus puntos de ebullición son inferiores a los alcoholes. Son solubles tanto en disolventes polares como en apolares y los que tienen pocos carbonos son solubles en agua.

ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

Son un compuesto de carbono cuyo grupo funcional es -COOH. Siempre estará en uno o ambos extremos de la cadena carbonada. Su fórmula es:

NOMENCLATURA

Se añade la terminación -oico al nombre del hidrocarburo del que derivan.

PROPIEDADES

Los ácidos carboxílicos con un nº bajo de átomos de carbono son líquidos y los de más de 8 átomos, son sólidos. Los puntos de fusión y ebullición aumentan cuando se incrementa el nº de átomos de carbono.

¿QUÉ SON LOS COMPUESTOS NITROGENADOS? LAS AMINAS

07

Son compuestos en los que los hidrógenos del amoníaco se sustituyen por cadenas carbonadas. Su grupo funcional es el grupo amino.

CLASIFICACIÓN DE LAS AMINAS

  • Aminas primarias: R-NH2 (Se sustituye 1 átomo de hidrógeno por un radical R)
  • Aminas secundarias: R-NH-R' (Se sustituyen 2 átomos de hidrógeno por dos radicales, R y R')
  • Aminas terciarias: RR'R''N (Se sustituyen 3H del NH3 por tres radicales, R,R', Y R''

NOMENCLATURA

Las aminas primarias se nombran añadiendo -amina al nombre del radical al que está unido el amino (Metilamina) Las secundarias y terciarias se nombran colocando -amina detrás del nombre del radical de mayor prioridad, y el resto por orden alfabético y anteponiendo N-.

PROPIEDADES

Las aminas primarias y secundarias forman enlaces de hidrógeno, por lo que sus puntos de fusión y ebullición son intermedios entre los de los alcoholes y los hidrocarburos.

CONCLUSIÓN

En nuestra opinión, la parte más difícil, y por ello, la que menos nos ha gustado, ha sido tener que resumir el tema e información, pues todo parecía de gran importancia. Además, Genially era una plataforma que no conocíamos al completo, y por esa misma razón, dificultaba aún más la situación. Pero comenzar a dominarla fue divertido, y nos terminó gustando mucho. Resumir es una técnica que ninguna de las dos partes del grupo domina; trabajaremos en ello y mejoraremos. Por último, gracias a los nuevos conocimientos que hemos adquirido tanto de la plataforma como del tema. Podemos decir que ha sido un proyecto divertido.

webgrafía

dietilamina

trimetilamina

CH3-N(CH3)-CH3

Por ejemplo: en este compuesto deberíamos numerar la cadena principal de derecha a izquierda (6,5,4,3,2,1), y de ese modo dejaríamos a los átomos de la ramificación CH3 en segunda posición, minimizando los localizadores y adaptándose mejor a las reglas de la IUPAC.

Etilamina CH3-CH2-NH2

Son sustancias covalentes típicas. Por ello, los hidrocarburos de masa pequeña son gases. A medida que aumente su longitud, aumenta la masa molar y sus puntos de fusión y ebullición. Se clasifican en: Alcanos (C-C) Alquenos (C=C) Alquinos (C≡C)

Ejemplo:En la tabla se observa lo parecidas que son las propiedades de los alquenos
Los enlaces covalentes

ocurre cuando los átomos no metálicos comparten electrones. En este tipo de enlace, los electrones se mueven entre los átomos, alcanzando gracias a ello el conocido “octeto estable”, conforme a la “regla del octeto ”, que plantea que los iones de los elementos de la Tabla Periódica, tienden a completar sus últimos niveles de energía con 8 electrones, lo que les confiere una gran estabilidad, muy similar a la de los gases nobles.