EL ATOMO DEL CARBONO Y SU HIBRIDACION
La principal característica del átomo del carbono es su capacidad para formar enlaces estables con otros átomos de carbono, con lo cual es posible la existencia de compuestos de cadenas largas de carbonos a los que pueden además unirse otros bioelementos.
FUENTES NATURALES DE CARBONO
El carbono es un elemento ampliamente difundido en la naturaleza, en la corteza terrestre se encuentra principalmente en forma de carbonato de calcio o magnesio.
El termino carbono procede del latín carbo que significa carbón de leña, este se conoce desde la antigüedad ya que los egipcios obtenían el carbón de la leña de forma similar a como se hace en la actualidad.
Se encuentra puro en la naturaleza en tres variedades alotrópicas:
- · Grafito: procede del griego grafito que significa escribir el cual se encuentra muy difundido en la naturaleza, el grafito se utiliza como lubricante, como aditivo para aceite de motores y en la fabricación de minas para lápices. El grafito es un buen conductor de corriente eléctrica resiste a la acción de muchos reactivos químicos y es bastante resistente al calor.
- · Diamante: proviene del latín adamas el cual es una de las sustancias más duras que se conoce, es incoloro no conduce la electricidad es más denso y tiene el punto de fusión más elevado, se presentan enlaces muy fuertes sin que haya electrones débilmente retenidos.
- · Carbono Amorfo: se caracteriza por un grado muy bajo de cristalización algunas fuentes de carbono son los combustibles fósiles como el carbón el gas natural y el petróleo. el carbón se encuentra como Hulla y Antracita.
CAPACIDAD DE ENLACE DEL CARBONO
Configuración Electrónica: el carbono tiene un numero atómico igual a 6 y presenta la siguiente configuración electrónica:
C z=6 1s² 2s² 2p²
El carbono debe compartir los 4 electrones externos en enlaces covalentes para adquirir la configuración de gas noble. Esto puede lograrse si se une con 4 átomos monovalentes o con 2 átomos divalentes. La explicación de esto se basa en la teoría de la hibridación de los orbitales.
HIBRIDACION DE ORBITALES
Debido a la promoción de un electrón del orbital 2s al orbital 2pz el átomo del carbono adquiere la posibilidad de formar cuatro enlaces covalentes en cada uno de estos orbitales semi ocupados, esta configuración se conoce como estado excitado. Cuando uno de los electrones del orbital 2s es promovido ocurre una especie de deformación de los orbitales, dando como resultado otro tipo de orbitales denominados orbitales híbridos sp3
C z=6 1s² 2s¹ 2px¹ 2py¹ 2pz¹
Enlaces Entre Orbitales Híbridos
| Enlace σ | Enlace π |
| Formado por superposición frontal de orbitales atómicos sp3 | Formado por superposición lateral de orbitales p (u orbitales p y d) |
| Tiene simetría de carga cilíndrica alrededor del eje de enlace | Tiene una densidad de carga máxima en el plano transversal de los orbitales |
| Tiene rotación libre | No permite la rotación libre |
| Es un enlace de alta energía | Posee energía baja |
| Solamente puede existir un enlace entre dos átomos. | Pueden existir uno o dos enlaces entre dos átomos |
TIPOS DE HIBRIDACION
Ø Hibridación tetragonal sp3:
Se presenta cuando un átomo de carbono forma enlaces con cuatro átomos monovalentes Cuando el carbono se combina con otros átomos de carbono o de elementos divalentes, como el oxígeno o trivalentes, como el nitrógeno se presenta una hibridación de tipo tetragonal
Se da cuando el carbono se une con tres átomos y solo ocupa dos valencias con un átomo que no es monovalente. Los orbitales 2s 2px y 2py se hibridan para formar tres orbitales híbridos conocidos como orbitales SP2 , con lo cual el orbital 2pz no se altera es decir, no participa.
Ø Hibridación Digonal sp
Se produce cuando un átomo de carbono se encuentra unido solo a dos átomos, solo se forman dos orbitales atómicos “sp” quedando dos orbitales p no hibridados Los orbitales híbridos SP forman enlaces separados entre sí de 180 grados lo que da origen a la geometría lineal de acetileno y de otras estructuras con triple enlace.
EFECTOS DE LA HIBRIDACIÓN SOBRE LA ESTABILIDAD DE LOS GASES
Ø Los orbitales híbridos pueden superponerse mejor.
Ø La hibridación permite ángulos más amplios de enlace.
Ø Los enlaces entre orbitales híbridos son más fuertes que los enlaces entre orbitales no hibridados.
Ø La longitud de enlace de las moléculas es menor.
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