1. Propiedades físicas y químicas
del carbono y el hidrógeno
Delgado Delgado Brissia Michelle
De La Pera De Jesús Maricruz
González Díaz Luis Enrique
2. Propiedades Físicas y Químicas del
Carbono
• 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. 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
4. 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
5. 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 flúor. 2F2 + C CF4 Fluoruro de carbono.
6. • 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.
7. • 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.
8. • 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
→
10. • 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.
11. • 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.
12. Propiedades químicas del hidrogeno
• 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.
13. • 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.
14. Hibridaciones del carbono
• La hibridación consiste en una mezcla de
orbitales puros en un estado excitado para
formar orbitales híbridos equivalentes con
orientaciones determinadas en el espacio
15. Hibridación SP3 o tetraédrica
• Para los compuestos en los cuales el carbono presenta enlaces simples,
hidrocarburos saturados o alcanos, se ha podido comprobar que los cuatro
enlaces son iguales y que están dispuestos de forma que el núcleo del
átomo de carbono ocupa el centro de un tetraedro regular y los enlaces
forman ángulos iguales de 109º 28' dirigidos hacia los vértices de un
tetraedro. Esta configuración se explica si se considera que los tres
orbitales 2p y el orbital 2s se hibridan para formar cuatro orbitales
híbridos sp3.
16. Hibridación sp2
• En la hibridación trigonal se hibridan los orbitales 2s,
2px y 2 py, resultando tres orbitales idénticos sp2 y un
electrón en un orbital puro 2pz .
Un átomo de carbono hibridizado sp2
17. •
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El carbono hibridado sp2 da lugar a la serie de los alquenos.
La molécula de eteno o etileno presenta un doble enlace:
un enlace de tipo σ por solapamiento de los orbitales híbridos sp2
un enlace de tipo π por solapamiento del orbital 2 pz
El enlace π es más débil que el enlace σ 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.
18. Hibridación sp
• Los átomos que se hibridan ponen en juego un
orbital s y uno p, para dar dos orbitales híbridos sp,
colineales formando un ángulo de 180º. Los otros
dos orbitales p no experimentan ningún tipo de
perturbación en su configuración.
Un átomo de carbono hibridizado sp
