ÁTOMO DE CARBONO Y SU HIBRIDACIÓN

5/7/2018 ÁTOMO DE CARBONO Y SU HIBRIDACIÓN - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/atomo-de-carbono-y-su-hibridacion 1/25

ÁTOMO DE CARBONO Y SU HIBRIDACIÓN



Nombre Carbono

Número atómico 6

Valencia 2,+4,-4

Configuración electrónica 1s22s22p2

Masa atómica (g/mol) 12,01115

Densidad (g/ml) 2,26

Punto de ebullición (ºC) 4830

Punto de fusión (ºC) 3727

Descubridor Los antiguos



ESTADOS ALOTRÓPICOS Amorfa

La forma amorfa es esencialmente grafito, pero que no llega a adoptar una estructura cristalinamacroscópica. Esta es la forma presente en la mayoría de los carbones y en el hollín.

Grafito A presión normal, el carbono adopta la forma del grafito, en la que cada átomo está unido a otros

tres en un plano compuesto de celdas hexagonales.Las dos formas de grafito conocidas alfa (hexagonal) y beta (romboédrica) tienen propiedades

físicas idénticas. Los grafitos naturales contienen más del 30% de la forma beta, mientras que elgrafito sintético contiene únicamente la forma alfa. La forma alfa puede transformarse en beta

mediante procedimientos mecánicos, y ésta recristalizar en forma alfa al calentarse por encima de1000 ºC.

El grafito es conductor de la electricidad, propiedad que permite su uso en procesos deelectroerosión. El material es blando y las diferentes capas, a menudo separadas por átomosintercalados, hace que fácilmente unas deslicen respecto de otras, lo que le da utilidad como

lubricante.



FULLERENOSLos fullerenos tienen una estructura similar al grafito,pero el empaquetamiento hexagonal se combina conpentágonos (y, en ciertos casos, heptágonos), lo que

curva los planos y permite la aparición de estructuras de

forma esférica, elipsoidal o cilíndrica. El constituido por 60 átomos de carbono, que presenta una estructura

tridimensional y topología similar a un balón de fútbol, esespecialmente estable. Los fullerenos en general, y losderivados del de 60 átomos en particular, son objeto de

intensa investigación en química desde su

descubrimiento a mediados de los 1980.

DIAMANTEA muy altas presiones, el carbono adopta

la forma del diamante, en el cual cada

átomo está unido a otros cuatro átomosde carbono, como en los hidrocarburos. El

diamante presenta la misma estructura

cúbica que el silicio y el germanio y,

gracias a la resistencia del enlace químico

carbono-carbono, es, junto con el nitrurode boro, la sustancia más dura conocida.



Hibridación sp3 o tetraédricaPara los compuestos en los cuales el carbono presenta enlaces

simples, hidrocarburos saturados o alcanos, se ha podido comprobarque los cuatro enlaces son iguales y que están dispuestos de forma

que el núcleo del átomo de carbono ocupa el centro de un tetraedroregular y los enlaces forman ángulos iguales de 109º 28' dirigidos

hacia los vértices de un tetraedro. Esta configuración se explica si seconsidera que los tres orbitales 2p y el orbital 2s se hibridan para

formar cuatro orbitales híbridos sp3.



Hibridación sp2

En la hibridación trigonal se hibridan los orbitales

2s, 2px y 2 py, resultando tres orbitales idénticossp2 y un electrón en un orbital puro 2pz .

Un átomo de carbono hibridizado sp2



El carbono hibridado sp2 da lugar a la serie de los alquenos.La molécula de etano o etileno presenta un doble enlace:

un enlace de tipo por solapamiento de los orbitales híbridos sp2

un enlace de tipo por solapamiento del orbital 2 pz

El enlace es más débil que el enlace lo cual explica la mayor reactividad de los alquenos, debido al grado de instauración que

presentan los dobles enlaces.El doble enlace impide la libre rotación de la molécula

Modelo de enlaces de orbitales moleculares del etileno formado a partir de dos átomos de carbono hibridizados sp2 y cuatro átomos de

hidrógeno.La molécula tiene geometría triangular plana y el ángulo H - C - Ces de 120º



Hibridación spLos átomos que se hibridan ponen en juego un orbital s y uno p,para dar dos orbitales híbridos sp, colineales formando un ángulo de180º. Los otros dos orbitales p no experimentan ningún tipo deperturbación en su configuración.

Un átomo de carbono hibridizado sp



El ejemplo más sencillo de hibridación sp lo presenta el etileno. Lamolécula de acetileno presenta un triple enlace:

a.U

n enlace de tipo por solapamiento de los orbitales hibridos spb. Dos enlaces de tipo por solapamiento de los orbitales 2 p.

Formación de orbitales de enlaces moleculares del etino a partir dedos átomos de carbono hibridizados sp y dos átomos dehidrógeno.

La molécula tiene geometría lineal y el ángulo H - C - C es de 180º.



G

eometría molecular tetraédrica.- Elcarbono se encuentra en el centro de untetraedro y los enlaces se dirigen hacia losvértices.

Geometría triangular plana.- El carbonose encuentra en el centro de un triángulo.Se forma un doble enlace y dos enlacessencillos.

Geometría lineal.- Se forman dos enlacessencillos y uno triple.



Enlaces H C N O F Cl Br I

Simple 0.30 0.77 0.70 0.66 0.64 0.99 1.04 1.33

Doble 0.67 0.61 0.55

Triple 0.60 0.55

Enlaces Distancia C Energía Kj/mol

C C 1'54 347

C = C 1'34 598

C C 1'20 811

Longitud de enlaceEs la distancia entre los núcleos de los átomos que forman elenlace.

Radio covalenteEs la mitad de la longitud de un enlace covalente entre dosátomos iguales.Radios covalentes atómicos en unidades ángstrom (Å)



FÓRMULAS QUÍMICASFÓRMULAS QUÍMICAS



Fórmula Empírica:Fórmula Empírica:Indica la relación entre el número de átomos de

cada elemento presente en la molécula, sin que

esta relacione cantidad exacta de átomos.

Ejemplo: CH2O

Corresponde a la fórmula mínima de la glucosaC6H12O6



Formula Esquemática oFormula Esquemática o

EstructuralEstructural

Indica la posición que ocupan unos átomos

con relación a otros, es decir informa sobrela estructura de la molécula.

ACETONA



TIPOS DE CARBONO



PRIMARIO.- Está unido a unsolo átomo de carbono.

Ejemplo:

CH3-CH2-CH3

Los carbonos de color rojo son primarios porque están unidos a unsolo carbono, el de color azul.

SECUNDARIO.- Está unido ados átomos de carbono.

Ejemplo:CH3-CH2-CH3

El carbono de color rojo es secundario porque está unido a dos

átomos de carbono, los de color azul.



TERCIARIO.- Está unidos a tres

átomos de carbono.Ejemplo:

El carbono de color rojo es terciario porque está unido a tres carbonos, losde color azul.

CUATERNARIO.- Está unido a 4átomos de carbono.

Ejemplo:

El carbono rojo es cuaternario porque está unido a 4 átomos de carbonos,los de color azul.



Ejemplo 1Complete los datos de la tablade acuerdo a la siguiente

estructura:

CarbonoTipo de

hibridación

Geometría

molecular

Ángulo

de enlace

Tipo de

enlace

Tipo de

carbono

a) Tetraédrica 109.5° Sencillo Primario

b) Tetraédrica 109.5° Sencillo Cuaternario

c)Triangular

plana 120° Doble Secundario

d) Lineal 180° Triple Primario

e)Triangular

plana120° Doble Secundario

f) Lineal 180° Triple Secundario



EJERCICIO: 1Complete los datos de la tabla de acuerdo a la siguiente estructura: Revise sus

resultados en la sección de respuestas.



EJERCICIO: 2

Complete los datos de la tabla de acuerdo a la siguiente estructura: Revisesus resultados en la sección de respuestas.



Carbono-Tipo deenlace

Tipo decarbono

Tipo dehibridación

Geometríamolecular

Ángulode enlace

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

ÁTOMO DE CARBONO Y SU HIBRIDACIÓN

Documents

Transcript of ÁTOMO DE CARBONO Y SU HIBRIDACIÓN