ONCEAVA SEMANA 21-25 MARZO

INDAGACIÓN BIBLIOGRÁFICA

¿Qué determina las propiedades de los compuestos del carbono?

Propiedades de los compuestos de carbono

Propiedades físicas

Debido al elevadísimo número de compuestos de carbono diferentes, resulta prácticamente imposible encontrar propiedades físicas comunes para todos ellos. No obstante, podemos hablar de las propiedades de determinados grupos de compuestos.

Así, debido al carácter covalente de los enlaces, y como no existen fuerzas fuertes entre las moléculas, las temperaturas de fusión y de ebullición son, en general, bajas. Así, los hidrocarburos más sencillos son gases o líquidos a temperatura ambiente. A medida que aumenta el número de carbonos del hidrocarburo, sin embargo, los compuestos que obtenemos son líquidos o sólidos.
El metano, el etano, el propano y el butano son gases a temperatura ambiente.
El pentano, el hexano... hasta el hidrocarburo que tiene quince carbonos son líquidos a temperatura ambiente. Estos hidrocarburos están presentes, por ejemplo, en los combustibles (gasolina, gasóleo).
Los hidrocarburos con más de quince carbonos son sólidos. En este grupo están presentes las ceras y las parafinas.
La densidad de los compuestos de carbono es, en general, menor que la del agua.
Respecto a la solubilidad, los hidrocarburos más sencillos no resultan solubles en agua, aunque sí son solubles en otros disolventes orgánicos, como el alcohol.



Propiedades químicas

Los compuestos de carbono no tienen un carácter iónico; por ello, los enlaces tienen un marcado carácter covalente.

Los enlaces covalentes son enlaces bastante fuertes y difíciles de romper. Por este motivo, las reacciones en las que intervienen compuestos de carbono son, en general, lentas; y a menudo necesitan la presencia de catalizadores para que la reacción se produzca a un ritmo apreciable (y en muchos casos, elevadas temperaturas.)

Otra propiedad importantísima desde el punto de vista práctico es la capacidad energética de los hidrocarburos. En las reacciones de combustión se genera una gran cantidad de energía. Como productos de desecho se obtiene siempre dióxido de carbono y agua. Observa algunas reacciones:

Metano: CH4 + 2 O2 ⇒ CO2 + 2 H2O + energía
Etano: 2 C2H6 + 7 O2 ⇒ 4 CO2 + 6 H2O + energía
Butano: 2 C4H10 + 13 O2 ⇒ 8 CO2 + 10 H2O + energía

El gas natural o el petróleo, por ejemplo, están formados por una mezcla de hidrocarburos.

Enlaces del Carbono

Los electrones de valencia del carbono pueden alojarse en orbitales s y p que en determinados compuestos pueden formar orbitales híbridos. Es decir, los átomos de carbono pueden alojar sus electrones de valencia en orbitales diferentes de los que se usan cuando no se enlazan. Estos nuevos orbitales se denominan orbitales híbridos.

Según el compuesto, un átomo de carbono puede tener:

- Cuatro orbitales híbridos formados por el orbital s y los tres p. Estos orbitales se denominan orbitales sp3, formarían un tetraedro con ángulos de 109,5º entre orbitales.

- Tres orbitales híbridos formados por el orbital s y dos p. Estos orbitales se denominan orbitales sp2, se encuentran en el plano separados un ángulo de 120º. Quedaría un orbital p que sería perpendicular a los tres orbitales sp2.

- Dos orbitales híbridos formados por el orbital s y un orbital p. Estos orbitales se denominan orbitales sp1, se encuentran en el plano separados un ángulo de 180º. Quedaría dos orbitales p que serían perpendiculares a los dos orbitales sp, y mutuamente perpendiculares entre sí.

Cuando dos orbitales se enlazan de frente, se forma un enlace denominado enlace sigma σ . Este enlace, por ejemplo, ocurre entre orbitales híbridos del carbono. Un carbono rodeado de cuatro enlaces simples, todos estarán formados de orbitales híbridos sp3 y los enlaces serán de tipo sigma.

Cuando el carbono se enlaza con otro carbono por medio de un doble enlace, uno de los enlaces es de tipo sigma, se enfrentan los orbitales sp2, mientras que el otro es de tipo π. El enlace de tipo pi es un enlace lateral, tiene lugar cuando se unen dos orbitales p de la misma dirección.

Cuando tenemos un enlace triple entre dos carbonos encontramos los siguientes enlaces:

- Enlace sigma entre orbitales híbridos sp que se enfrentan.

- Enlace pi entre dos orbitales p, uno de cada carbono, que se encuentran en una misma dirección.

- Enlace pi entre los otros dos orbitales p, uno de cada carbono, que se encuentran en una misma dirección, que a su vez es perpendicular a la de los otros dos orbitales p que forman el otro enlace pi.




ACTIVIDADES DE LABORATORIO

Martes. 22 Marzo



Esterificación

Se denomina esterificación al proceso por el cual se sintetiza un éster. Un éster es un compuesto derivado formalmente de la reacción química entre un ácido carboxílico y un alcohol.
Comúnmente cuando se habla de ésteres se hace alusión a los ésteres de ácidos carboxílicos, substancias cuya estructura es R-COOR', donde R y R' son grupos alquilo. Sin embargo, se pueden formar en principio ésteres de prácticamente todos los oxácidos inorgánicos


EXPERIMENTO DE LA REACCION DE ESTERIFICACION

Material: Capsula de porcelana, agitador de vidrio, lámpara de alcohol, tripie, rejilla de alambre con asbesto.

Sustancias: alcohol metanol, alcohol etanol, formol, acido acético o etanoico, acetona, acido sulfúrico.

Procedimiento:

Colocar en la capsula de porcelana una muestra (un mililitro) de cada sustancia, detectar sus propiedades organolépticas.
Colocar en la capsula de porcelana tres mililitros de acido acético y agregar tres mililitros de etanol, adicionar cinco gotas del acido sulfúrico (Con mucho cuidado), agitar y calentar la mezcla hasta ebullicon.Detectar el olor desprendido.

Observaciones:





Material


Buscando el olor de la sustancia




Jueves. 24 Marzo



ACTIVIDAD MODELOS MOLECULARES DE LOS COMPUESTOS DEL CARBONO



Material: Modelos moleculares de plástico.

Procedimiento:
-Cada equipo formará el modelo molecular del metano, etano, propano, butano y pentano.
-Formaran los derivados de la familia de los alquenos, alquinos y alcoholes.



Viernes. 25 Marzo

Recapitulación 11
Equipo 1

El día martes anotamos definiciones a la pregunta ¿Qué determina las propiedades de los compuestos del carbono? e hicimos un experimento acerca de la reacción de la esterificación que es el proceso en el que se sintetiza un éster que es una reacción química entre un alcohol y un ácido carboxílico.
El jueves vimos los enlaces del carbono y el profesor nos proporcionó una material para formar un modelo físico acerca de como se componen la familia del carbono.