El Átomo de Carbono: Características, Alcanos, Alquenos y sus Propiedades

Características del Átomo de Carbono

El carbono (C) es un elemento fundamental en la química orgánica y presenta las siguientes propiedades clave:

• Es el constituyente universal de los compuestos orgánicos.
• Es tetravalente: Tiene una capacidad de combinación fija e igual a cuatro.
• Covalencia: Presenta 4 electrones externos, los cuales generan enlaces covalentes.
• Concatenación: Puede generar cadenas de carbono muy largas ya que se enlazan entre sí.
• Puede hibridizarse para formar enlaces sencillos, dobles y triples.
• Se puede encontrar en estado puro en la naturaleza, como en el diamante y el grafito.

Alcanos y Alquenos: Estructura, Nomenclatura y Propiedades

Alcanos

Los alcanos son hidrocarburos (compuestos formados por carbono e hidrógeno) que solo contienen enlaces simples carbono-carbono.

• Tipos de alcanos: Se clasifican en lineales, ramificados, cíclicos y policíclicos.
• Nomenclatura de alcanos: Los alcanos se nombran terminando en -ano el prefijo que indica el número de carbonos de la molécula (metano, etano, propano...).
• Propiedades físicas de los alcanos: Los puntos de fusión y ebullición de los alcanos son bajos y aumentan a medida que crece el número de carbonos, debido a las fuerzas de London. Los alcanos lineales tienen puntos de ebullición más elevados que sus isómeros ramificados.
• Isómeros conformacionales: Los alcanos no son rígidos debido al giro alrededor del enlace C-C. Se llaman conformaciones a las múltiples formas creadas por estas rotaciones.
• Proyección de Newman: La energía de las diferentes conformaciones puede verse en las proyecciones de Newman. En el etano, la conformación eclipsada es la de mayor energía, debido a las repulsiones entre hidrógenos.
• Diagramas de energía potencial: Las diferentes conformaciones de los alcanos se pueden representar en un diagrama de energía potencial, donde se observa qué conformación es más estable (mínima energía) y la energía necesaria para pasar de unas a otras.
• Combustión de alcanos: Dada su escasa reactividad, los alcanos también se denominan parafinas. Las reacciones más importantes son las halogenaciones radicalarias y la combustión. La combustión es la combinación del hidrocarburo con oxígeno, para formar dióxido de carbono y agua.

Alquenos

• Nomenclatura de alquenos: La IUPAC nombra los alquenos cambiando la terminación -ano del alcano por -eno. Se elige como cadena principal la más larga que contenga el doble enlace y se numera para que tome el localizador más bajo.
• Los alquenos presentan isomería cis/trans. En alquenos tri y tetrasustituidos se utiliza la notación Z/E.
• Estructura del doble enlace: Los alquenos son planos con carbonos de hibridación sp². El doble enlace está formado por un enlace σ (solapamiento de híbridos sp²) y un enlace π (solapamiento de orbitales p perpendiculares al plano de la molécula).
• Estabilidad del doble enlace