La química del carbono

La química del carbono

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La química del carbono

Propiedades del átomo de carbono

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1

5 La química del carbono

1

Física y Química 4.º ESO

Propiedades del átomo de carbono

El carbono posee cuatro electrones en su capa externa y puede lograr la estructura de gas noble uniéndose a otros carbonos mediante enlaces…

Sencillos Sencillos

Dobles Dobles

Triples Triples

CH₃ – CH₃

CH₂ = CH₂

CH  CH

3

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2

Física y Química 4.º ESO

La diversidad de los compuestos de carbono

Los compuestos de carbono unen los átomos formando cadenas lineales, ramificadas o cíclicas.

C

C

H

Lineal

CH

– CH

– CH

C

C

H

Ramificada

C

C

H

Cíclica Longitud de la cadena

Compuesto Tipo de cadena

Representación

El número de átomos de carbono de una cadena se llama longitud de la cadena.

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2

Física y Química 4.º ESO

La diversidad de los compuestos de carbono

5

5 La química del carbono

3

Física y Química 4.º ESO

Representación de los compuestos de carbono

Para representar los compuestos de carbono se utilizan diferentes tipos de fórmulas.

Fórmula molecular Fórmula molecular

Fórmula estructural Fórmula estructural

Fórmula semidesarrollada Fórmula semidesarrollada

Indica el número de átomos de cada elemento.

C ₃ H ₈

Indica cómo están unidos los átomos y su disposición espacial.

Modelo estructural

Modelo molecular

Indica únicamente los enlaces entre los átomos de carbono.

CH - CH - CH

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Física y Química 4.º ESO

Representación de los compuestos de carbono

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5 La química del carbono

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Física y Química 4.º ESO

Isómeros

Una misma fórmula molecular puede tener varias estructuras.

C

H

Butano Metilpropano

Las dos estructuras corresponden a moléculas diferentes con diferentes propiedades físicas.

Butano 0,622

0 -138 1 813 mL

Metilpropano 0,604

-12 -159 1 320 mL Sustancia

Densidad a -20°C (g/cm³) Punto de ebullición (°C) Punto de fusión (°C)

Solubilidad en 100 mL de alcohol

A este tipo de compuestos con la misma fórmula molecular pero distinta estructura y propiedades físicas

se les denomina ISÓMEROS. 8

3 2

2

3

CH CH CH

CH   

3

3 3

CH

CH CH

CH  

Grupos funcionales y Series homólogas

9

Grupos funcionales y Series homólogas

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5

Física y Química 4.º ESO

Clasificación de los hidrocarburos

Son compuestos formados por carbono e hidrógeno.

Se clasifican según el tipo de enlace:

CH

– CH

– CH

CH

– CH =CH

CH

– C  CH

Alcano Alqueno Alquino

HIDROCARBUROS

SATURADOS HIDROCARBUROS INSATURADOS

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Física y Química 4.º ESO

Nomenclatura de los Hidrocarburos

Indica el tipo de hidrocarburo TERMINACIÓN Indica la longitud de la cadena.

PREFIJO

Prefijo Longitud de la cadena

Met- C

Et- C

Prop- C

But- C

Pent- C

Hex- C

Hept- C

Oct- C

Non- C

Dec- C

Alcano -ano Sencillo

(C – C)

Alqueno -eno Doble (C = C)

Alquino -ino Triple (C  C)

Hidrocarburo Terminación

Enlace

Delante del nombre se coloca el número del primer carbono que lleva el enlace doble o triple, numerando la cadena por el carbono más próximo a ese enlace.

Ejemplo:

CH

= CH – CH

– CH

– CH

1 2 3 4 5

1- penteno

Poseen más de un grupo hidroxilo.

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Física y Química 4.º ESO

Alcoholes

hidroxilo

(Hidrocarburo terminado en -ol)

OH

CH

- CH

- CH

OH

CH

- CHOH - CH

CH

- COH - CH

CH

1 - propanol

2 - propanol

metil -2 - propanol

CH

OH - CH

OH ^Etanodiol

POLIALCOHOLES

EJEMPLOS

PROPIEDADES

• Tienen puntos de ebullición muy altos.

• Son incoloros, menos densos que el agua y solubles en ella.

• Arden con mucha facilidad.

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Física y Química 4.º ESO

Aldehídos y cetonas

Propanona

EJEMPLOS

PROPIEDADES

• Los aldehídos se convierten en alcoholes primarios al reaccionar con el H

y las cetonas, en alcoholes secundarios.

• Con sustancias como el oxígeno o el reactivo de Tollens, los aldehídos forman ácido.

C

O H carbonilo

(Hidrocarburo terminado en –al)

H - CHO CH

- CHO

CH

- CO - CH

CH

- CO - CH

- CH

Metanal Etanal

Butanona

C O

carbonilo

(Hidrocarburo terminado en –ona)

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Aldehídos

Cetonas

Aldehídos

Cetonas

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Física y Química 4.º ESO

Ácidos carboxílicos. Ácidos grasos.

EJEMPLOS

PROPIEDADES

• Reaccionan con sustancias básicas y dan sales.

• Actúan sobre algunos metales con desprendimiento de hidrógeno.

• Colorean de rojo el papel indicador de pH.

Ácido metanoico Ácido etanoico o

Ácido acético

C

O OH carboxilo

(Hidrocarburo acabado en -oico)

H - COOH CH

- COOH

• Tienen puntos de ebullición muy altos.

CH

- (CH

)

- COOH

CH

- (CH

)

- CH = CH - (CH

)

COOH

Son ácidos carboxílicos con un número elevado de átomos de carbono.

LOS ÁCIDOS GRASOS

Ácido esteárico (saturado) Ácido oleico (insaturado)

CH

-(CH

)

-CH=CH-CH

-CH=CH-(CH

)

-COOH

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Física y Química 4.º ESO

Compuestos nitrogenados

EJEMPLOS

•Tienen propiedades químicas similares a las del amoniaco.

• Puntos de ebullición inferiores a los de los alcoholes y ácidos carboxílicos.

• Combustibles en estado gaseoso.

Metilamina Etilmetilamina

• Las de menor masa molecular son bastante solubles en agua.

PROPIEDADES

amina NH

NH

(Radical acabado en -amina)

N

CH

- NH - CH

- CH

CH

- NH

PROPIEDADES

C

O NH

amida

(Igual que el ácido sin la palabra ácido y

sustituyendo –oico

EJEMPLOS

Metanamida Etanamida

H - CONH

CH

- CONH

•Las de menor masa molecular son solubles en agua.

• Se obtienen al reaccionar un ácido carboxílico con amoniaco y deshidratando la sal formada.

• Puntos de ebullición bastante elevados.

PROPIEDADES

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Física y Química 4.º ESO

Polímeros y polimerización

Un polímero es una macromolécula formada por la unión de moléculas más sencillas llamadas monómeros.

monómero polímero

Al proceso de unión de los monómeros se le denomina

polimerización.

Unidad repetitiva

polímero monómero (eteno)

En un polímero siempre hay una unidad recurrente o repetitiva.

El eteno se polimeriza mediante reacciones de adición.

EJEMPLO

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

 









 









H H

|

| C

C

|

| H

H

n

H H

H H

H H

|

|

|

|

|

| C C C C C

C

|

|

|

|

|

|

H H

H H

H H















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Física y Química 4.º ESO

Polímeros de importancia biológica

Los polisacáridos

(polímeros) son glúcidos formados por la unión de monosacáridos (monómeros).

Las proteínas (polímeros) están formadas por la unión mediante un enlace peptídico de unidades

llamadas aminoácidos (monómeros).

Un ácido nucleico es un polímero de nucleótidos (monómeros).

Glucosa

aminoácidos

nucleótido

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Grupo

G

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Física y Química 4.º ESO

Obtención de plásticos por polimerización

Los plásticos se obtienen por la polimerización de monómeros (fundamentalmente el eteno).

G representa el átomo o grupo de átomos que son sustituidos para

obtener los diferentes plásticos.

–

Cl

–

CH

–

C

H

Policloruro de vinilo

Polipropileno

Poliestireno

Discos, mangueras, cortinas de ducha, envoltura de alimentos…

Planchas, tubos, filamentos, redes de pesca, cuerdas, césped artificial…

Aislante eléctrico, hojas transparentes, embalajes, espuma de poliestireno

aislante… 19

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Física y Química 4.º ESO

Clasificación de los plásticos

En función de sus propiedades físicas, podemos clasificar los plásticos en…

Estructura molecular Ejemplo

Se reblandecen a altas temperaturas, volviéndose

rígidos por enfriamiento.

Cuando se calientan por primera vez se reblandecen y se pueden moldear. Al

enfriarse adquieren una consistencia que impide que se deformen de nuevo.

Tienen una gran flexibilidad que les permite soportar grandes

deformaciones.

TERMOPLÁSTICO TERMOPLÁSTICO

TERMOESTABLE TERMOESTABLE

ELASTÓMERO ELASTÓMERO

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Física y Química 4.º ESO

Propiedades de los plásticos

CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA

DENSIDAD DENSIDAD

TRANSPARENCIA TRANSPARENCIA

COMPORTAMIENTO QUÍMICO COMPORTAMIENTO QUÍMICO

Son muy poco conductores. Bajo ciertas condiciones pueden obtenerse polímeros conductores como el poliacetileno.

En muy pequeña y cuando se calientan funden fácilmente.

Se extiende desde 0,9 hasta 2,3 g/cc. Es pequeña porque los átomos que los componen son ligeros.

Pueden ser transparentes, translúcidos y opacos. Algunos como el polivinilo y el policarbonato presentan una transparencia similar al vidrio.

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Física y Química 4.º ESO

Reciclaje de materiales plásticos

PROCEDIMIENTOS DE RECICLADO DE PLÁSTICOS

PROCEDIMIENTOS DE RECICLADO DE PLÁSTICOS

RECICLADO PRIMARIO

RECICLADO SECUNDARIO

RECICLADO TERCIARIO

RECICLADO CUATERNARIO Conversión en

otros artículos con propiedades idénticas a las del material original.

Conversión en otros artículos con propiedades inferiores a las del polímero original.

Degradar el polímero a compuestos básicos o a combustibles

Calentar el

plástico y utilizarlo como combustible aprovechando la energía térmica liberada.

TERMOPLÁSTICOS TERMOESTABLES O PLÁSTICOS CONTAMINADOS

PIRÓLISIS GASIFICACIÓN

se lleva a cabo con

se lleva a cabo con

mediante

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