Lo que debe saber sobre los compuestos de carbono

Los compuestos de carbono son sustancias químicas que contienen átomos de carbono unidos a cualquier otro elemento. Hay más compuestos de carbono que para cualquier otro elemento, excepto el hidrógeno. La mayoría de estas moléculas son compuestos de carbono orgánico (por ejemplo, benceno, sacarosa), aunque también existe una gran cantidad de compuestos de carbono inorgánicos (por ejemplo, dióxido de carbono). Una característica importante del carbono es la catenificación, que es la capacidad de formar cadenas largas o polímeros. Estas cadenas pueden ser lineales o pueden formar anillos.

Tipos de enlaces químicos formados por carbono

El carbono con mayor frecuencia forma enlaces covalentes con otros átomos. El carbono forma enlaces covalentes no polares cuando se une a otros átomos de carbono y enlaces covalentes polares con no metales y metaloides. En algunos casos, el carbono forma enlaces iónicos. Un ejemplo es un enlace entre el calcio y el carbono en el carburo de calcio, CaC₂.

El carbono suele ser tetravalente (estado de oxidación de +4 o -4). Sin embargo, se conocen otros estados de oxidación, que incluyen +3, +2, +1, 0, -1, -2 y -3. Incluso se sabe que el carbono forma seis enlaces, como en el hexametilbenceno.

Aunque las dos formas principales de clasificar los compuestos de carbono son orgánicos o inorgánicos, hay tantos compuestos diferentes que pueden subdividirse aún más.

Alótropos de Carbono

Los alótropos son diferentes formas de un elemento. Técnicamente, no son compuestos, aunque las estructuras a menudo se llaman con ese nombre. Alótropos importantes de carbono incluyen carbono amorfo, diamante, grafito, grafeno y fullerenos. Se conocen otros alótropos. Aunque los alótropos son todas formas del mismo elemento, tienen propiedades muy diferentes entre sí..

Compuestos orgánicos

Los compuestos orgánicos se definieron alguna vez como cualquier compuesto de carbono formado exclusivamente por un organismo vivo. Ahora muchos de estos compuestos se pueden sintetizar en un laboratorio o se han encontrado distintos de los organismos, por lo que la definición ha sido revisada (aunque no acordada). Un compuesto orgánico debe contener al menos carbono. La mayoría de los químicos están de acuerdo en que el hidrógeno también debe estar presente. Aun así, la clasificación de algunos compuestos está en disputa. Las principales clases de compuestos orgánicos incluyen (pero no se limitan a) carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Los ejemplos de compuestos orgánicos incluyen benceno, tolueno, sacarosa y heptano..

Compuestos inorgánicos

Los compuestos inorgánicos se pueden encontrar en minerales y otras fuentes naturales o se pueden fabricar en el laboratorio. Los ejemplos incluyen óxidos de carbono (CO y CO₂), carbonatos (p. ej., CaCO₃), oxalatos (p. ej., BaC₂O_{4 4}), sulfuros de carbono (por ejemplo, disulfuro de carbono, CS₂), compuestos de nitrógeno de carbono (por ejemplo, cianuro de hidrógeno, HCN), haluros de carbono y carboranos.

Compuestos organometálicos

Los compuestos organometálicos contienen al menos un enlace carbono-metal. Los ejemplos incluyen tetraetilo de plomo, ferroceno y sal de Zeise.

Aleaciones de carbono

Varias aleaciones contienen carbono, incluido el acero y el hierro fundido. Los metales "puros" pueden fundirse con coque, lo que hace que también contengan carbono. Los ejemplos incluyen aluminio, cromo y zinc..

Nombres de compuestos de carbono

Ciertas clases de compuestos tienen nombres que indican su composición:

• Carburos: Los carburos son compuestos binarios formados por carbono y otro elemento con una electronegatividad más baja. Los ejemplos incluyen Al_{4 4}C₃, CaC₂, SiC, TiC, WC.
• Haluros de Carbono: Los haluros de carbono consisten en carbono unido a un halógeno. Los ejemplos incluyen tetracloruro de carbono (CCl_{4 4}) y tetrayoduro de carbono (CI_{4 4}).
• Carboranos: Los carboranos son grupos moleculares que contienen átomos de carbono y boro. Un ejemplo es H₂C₂si₁₀H₁₀.

Propiedades de los compuestos de carbono

Los compuestos de carbono comparten ciertas características comunes:

1. La mayoría de los compuestos de carbono tienen baja reactividad a temperatura normal pero pueden reaccionar vigorosamente cuando se aplica calor. Por ejemplo, la celulosa en la madera es estable a temperatura ambiente, pero se quema cuando se calienta.
2. Como consecuencia, los compuestos de carbono orgánico se consideran combustibles y pueden usarse como combustibles. Los ejemplos incluyen alquitrán, materia vegetal, gas natural, petróleo y carbón. Después de la combustión, el residuo es principalmente carbono elemental.
3. Muchos compuestos de carbono son no polares y exhiben baja solubilidad en agua. Por esta razón, el agua sola no es suficiente para eliminar el aceite o la grasa..
4. Los compuestos de carbono y nitrógeno a menudo son buenos explosivos. Los enlaces entre los átomos pueden ser inestables y es probable que liberen una energía considerable cuando se rompen.
5. Los compuestos que contienen carbono y nitrógeno típicamente tienen un olor distinto y desagradable como líquidos. La forma sólida puede ser inodoro. Un ejemplo es el nylon, que huele hasta que se polimeriza..

Usos de los compuestos de carbono

Los usos de los compuestos de carbono son ilimitados. La vida tal como la conocemos depende del carbono. La mayoría de los productos contienen carbono, incluidos plásticos, aleaciones y pigmentos. Los combustibles y los alimentos están basados ​​en carbono..