Este documento describe las propiedades físicas y químicas del carbono y el hidrógeno. Explica que el carbono existe en tres formas naturales (diamante, buckminsterfullereno y grafito) y tiene la capacidad única de formar largas cadenas de enlaces covalentes. También señala que el carbono es un elemento clave en química orgánica y que reacciona con muchos otros elementos como los metales y halógenos. El hidrógeno, por otro lado, es un gas incoloro e inflamable que se

1. Propiedades Físicas y Químicas del
Carbono

2. QUÍMICA DEL CARBONO
• El carbono es el principal elemento que interviene en la química
orgánica, es un elemento ampliamente distribuido en la
naturaleza, aunque solo constituye el 0.027% de la corteza
terrestre, o sea 0.09% en masa.

3. LAS TRES FORMAS DE CARBONO ELEMENTAL
EXISTENTES EN LA NATURALEZA SON:

4. DIAMANTE
• Es el material mas duro que se conoce, es sólido y transparente.
• En el diamante los átomos de carbono forman redes covalentes,
cada átomo está unido a otros cuatro en una estructura
tridimensional.
• Densidad: 3.51 gr/cm3
• A temperaturas altas (1x105 atm. Y 300 C) el grafito se convierte
en diamante. Cada año se sintetizan 3x104 kg de diamante grado
industrial que sirve para cortes en molienda y pulimentos.
• Tiene propiedades alisotrópicas.
• No es un conductor de la electricidad.
• Tiene mayor conductividad térmica (entre 4 veces la del cobre o
la plata).
• Tiene propiedades ópticas y acústicas en forma excepcional.

5. BUCKMINSTERFULERENO
• En 1985 científicos volatizaron el grafito para producir
una forma estable de molécula de carbono consistente en
60 átomos de carbono dispuestos en una forma esférica
desigual parecida a un balón de fútbol.
• La molécula recibió el nombre de Buckminsterfulereno
(“pelota de Bucky”) en honor a R. Buckminster Fuller.

6. GRAFITO
• Sólido, suave, resbaladizo, tiene lustre metálico, conductor
de la electricidad.
• Formado en láminas paralelas de átomos de carbono que se
mantienen unidas por las fuerzas de Lodón en capas
hexagonales interconectadas entre sí.
• Densidad: 2 gr/cm3
• Químicamente poco reactivo
• Se puede preparar fibras de grafito ligeras.
• Se produce paralizando lentamente fibras orgánicas a una
temperatura entre 150 C a 300 C para grafitizarlas o sea en
forma amorfa a grafito.

7. PROPIEDADES FÍSICAS DEL
CARBONO
• Estructura cristalina: hexagonal
• Estructura electrónica: [He] 2s2 2p2
• Pertenece a la familia IV A
• No. Atómico z =6
• Masa atómica 12.011
• # Oxidación 4 + 2
• Electronegatividad 2.5
• Punto de fusión 3727 C
• Punto de ebullición 4230 C

8. CARBONO 12
• Presenta una masa atómica de 12 y sirve como patrón de
una unidad de masa atómica que se define como una
masa exacta a igual a 121 de la masa del carbono 12.
• El carbón es un sólido natural café oscuro o negro que se
usa como combustible y amorfo y carbono cristalino.

9. PROPIEDADES QUÍMICAS DEL CARBONO
• Se une consigo mismo y con otros elementos particularmente la
unión carbono-hidrogeno, sobre todo en la química orgánica con
una unión covalente (No hay cesión de electrones, se comparten).
• Tiene la capacidad de formar cadenas muy estables de átomos
de carbono entre si con uniones simples, dobles o triples, por
lo que se deriva la posibilidad de un enorme número de
compuestos orgánicos.
• Se combina con los metales dando Carburos.
• Por ejemplo: C + Ca CCa2 Carburo de Calcio con los
halógenos solamente lo ataca el fluor. 2F2 + C CF4 Fluoruro de
carbono.

10. • El carbono se quema en el aire y al rojo descompone al vapor
de agua a temperaturas elevadas y en presencia de poco
oxigeno formando CO, pero cuando hay presencia de oxigeno
da CO2 y simplemente a temperaturas bajas.

11. • El CO es combustible y tiene un carácter muy reductor,
muy tóxico.
• En presencia de pentóxido de yodo reduce al yodo hasta
yodo metálico.
• 52 2 2I O + 5CO →5CO + I
• Por medio del análisis espectral o bandas de absorción el
CO es un poderoso agente de síntesis, es ideal como
combustible y reductor industrial.

12. • El CO2 no es un combustible, es asfixiante pero no tóxico; en
solución
• acuosa es un disolvente del carbonato de calcio.
• En su forma sólida constituye la nieve carbónica que se usa en
refrigerantes y se
• une en caliente al carbono dando Oxido Carbonico.
• Disuelto en agua da ácido carbónico:
• CO2 + H2O←→H2CO3

13. PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS
DEL HIDRÓGENO

14. • El hidrógeno es un gas incoloro, inodoro e insípido a
temperatura ambiente. Es el elemento más liviano que
existe, siendo aproximadamente 14 veces menos pesado
que el aire. Su molécula consiste de dos átomos de
hidrógeno (H2) unidos por un enlace covalente. Posee
tres isótopos, de los cuales el más abundante es el Protio
(99.985%); el Deuterio tiene una abundancia de 0,02% y
el tritio es tan escaso que de cada 109 átomos de
hidrógeno hay uno de tritio.

15. • El hidrogeno es fácilmente absorbido por ciertos metales
finamente divididos, siendo los principales paladio, platino y
oro. Por ejemplo, uno volumen de paladio finamente dividido
puede adsorber aproximadamente 850 volumen es de
Hidrógeno a temperatura ambiente. El hidrógeno absorbido es
muy activo químicamente.

16. PROPIEDADES QUÍMICAS
Químicamente, el hidrogeno es capaz de combinarse con
la mayoría de los elementos cuando se tienen las
condiciones adecuadas. El hidrogeno tiene gran afinidad
con el oxígeno, con el cual se combina en frío muy
lentamente, pero en presencia de una llama o de una
chispa eléctrica lo hace casi instantáneamente con
explosión. Por esto, las mezclas de hidrógeno y aire
deben manejarse con mucha precaución.

17. • La reacción es: 2H2 (g) +O2(G) 2HO(g)
• La ecuación anterior nos indica la gran cantidad de energía
desprendida por la reacción.
• Una propiedad muy importante del hidrógeno es su poder
reductor. En efecto, a altas temperatura el hidrógeno reacciona
con algunos óxidos reduciéndolos.
• Este poder reductor, que se base en la tendencia del hidrógeno
a oxidarse al estado de oxidación +1, tiene además aplicación
en muchos procesos químicos.