PROPIEDADES QUÍMICAS
- Número atómico: El número atómico indica el número de protones en la cortaza de un átomo. El número atómico es un concepto importante de la química y de la mecánica cuántica. El elemento y el lugar que éste ocupa en la tabla periódica derivan de este concepto. Cuando un átomo es generalmente eléctricamente neutro, el número atómico será igual al número de electrones del átomo que se pueden encontrar alrededor de la corteza. Estos electrones determinan principalmente el comportamiento químico de un átomo. Los átomos que tienen carga eléctrica se llaman iones. Los iones pueden tener un número de electrones más grande (cargados negativamente) o más pequeño (cargados positivamente) que el número atómico.
- Masa atómica: El nombre indica la masa atómica de un átomo, expresada en unidades de masa atómica (umas). Cada isótopo de un elemento químico puede variar en masa. La masa atómica de un isótopo indica el número de neutrones que están presentes en la corteza de los átomos. La masa atómica indica el número partículas en la corteza de un átomo; esto quiere decir los protones y los neutrones. La masa atómica total de un elemento es una media ponderada de las unidades de masa de sus isótopos. La abundancia relativa de los isótopos en la naturaleza es un factor importante en la determinación de la masa atómica total de un elemento.
- Electronegatividad de Pauling: La electronegatividad mide la tendencia de un átomo para atraer la nube electrónica hacia sí durante el enlace con otro átomo. La escala de Pauling es un método ampliamente usado para ordenar los elementos químicos de acuerdo con su electro negatividad. El premio Nobel Linus Pauling desarrolló esta escala en 1932. Los valores de electronegatividad no están calculados, ni basados en formulas matemáticas ni medidas. Es más que nada un rango pragmático. Pauling le dio un valor de 4,0 al elemento con la electronegatividad más alta posible, el flúor. Al francio, el elemento con la electronegatividad más baja posible, se le dio un valor de 0,7. A todos los elementos restantes se les dio un valor entre estos dos extremos.
- Densidad: La densidad de un elemento indica el número de unidades de masa del elemento que están presentes en cierto volumen de un medio. Tradicionalmente la densidad se expresa a través de la letra griega “ro” (escrita r). Dentro del sistema internacional de unidades (SI) la densidad se expresa en kilogramos por metro cúbico (kg. / m3). La densidad de un elemento se expresa normalmente de forma gráfica con temperaturas y presiones del aire, porque ambas propiedades influyen en la densidad.
Punto de fusión - El punto de fusión: De un elemento o compuesto es la temperatura a la cual la forma sólida del elemento o compuesto se encuentra en equilibrio con la forma líquida. Normalmente se asume que la presión del aire es de 1 atmósfera. Por ejemplo: el punto de fusión del agua es de 0oC, o 273 K.
- Punto de ebullición: El punto de ebullición de un elemento o compuesto significa la temperatura a la cual la forma líquida de un elemento o compuesto se encuentra en equilibrio con la forma gaseosa. Normalmente se asume que la presión del aire es de 1 atmósfera. Por ejemplo: el punto de ebullición del agua es de 100oC, o 373 K. En el punto de ebullición la presión de un elemento o compuesto es de 1 atmósfera.
- Radio de Vanderwaals: Incluso si dos átomos cercanos no se unen, se atraerán entre sí. Este fenómeno es conocido como fuerza de Vanderwaals. Las fuerzas de Vanderwaals provocan una fuerza entre los dos átomos. Esta fuerza es más grande cuanto más cerca estén los átomos el uno del otro. Sin embargo, cuando los dos átomos se acercan demasiado actuará una fuerza de repulsión, como consecuencia de la repulsión entre las cargas negativas de los electrones de ambos átomos. Como resultado, se mantendrá una cierta distancia entre los dos átomos, que se conoce normalmente como el radio de Vanderwaals. A través de la comparación de los radios de Vanderwaals de diferentes pares de átomos, se ha desarrollado un sistema de radios de Vanderwaals, a través del cual podemos predecir el radio de Vanderwaals entre dos átomos, mediante una simple suma.
- Radio iónico: Es el radio que tiene un ión en un cristal iónico, donde los iones están empaquetados juntos hasta el punto que sus orbitales atómicos más externos están en contacto unos con otros. Un orbital es el área alrededor de un átomo donde, de acuerdo con la probabilidad de encontrar un electrón es máxima.
- Isótopos: El número atómico no determina el número de neutrones en una corteza atómica. Como resultado, el número de neutrones en un átomo puede variar.
Existen dos isótopos.
Los números atómicos de estos isótopos son: 17 + 18 = 35 y 17 + 20 = 37. Los isótopos se escriben como sigue: 35Cl y 37Cl.Cuando los isótopos se denotan de esta manera el número de protones y neutrones no tienen que ser mencionado por separado, porque el símbolo del cloro en la tabla periódica (Cl.) está colocado en la posición número 17. Esto ya indica el número de protones, de forma que siempre se puede calcular el número de electrones fácilmente por medio del número másico. Existe un gran número de isótopos que no son estables.
Los isótopos que son radiactivos se llaman radioisótopos. - Corteza electrónica: La configuración electrónica de un átomo es una descripción de la distribución de los electrones en círculos alrededor de la corteza. Estos círculos no son exactamente esféricos; tienen una forma sinuosa. Para cada círculo la probabilidad de que un electrón se encuentre en un determinado lugar se describe por una fórmula matemática. Cada uno de los círculos tiene un cierto nivel de energía, comparado con la corteza. Comúnmente los niveles de energía de los electrones son mayores cuando están más alejados de la corteza, pero debido a sus cargas, los electrones también pueden influir en los niveles de energía de los otros electrones. Normalmente los círculos del medio se llenan primero, pero puede haber excepciones debido a las repulsiones. Los círculos se dividen en capas y subcapas, que se pueden numerar por cantidades.
- Energía de la primera ionización: La energía de ionización es la energía que se requiere para hacer que un átomo libre o una molécula pierdan un electrón en el vacío. En otras palabras; la energía de ionización es una medida de la fuerza con la que un electrón se enlaza con otras moléculas. Esto involucra solamente a los electrones del círculo externo.
- Energía de la segunda ionización: Aparte de la energía de la primera ionización, que indica la dificultad de arrancar el primer electrón de un átomo, también existe la medida de energía par ala segunda ionización. Esta energía de la segunda ionización indica el grado de dificultad para arrancar el segundo átomo. También existe la energía de la tercera ionización, y a veces incluso la de la cuarta y quinta ionizaciones.
Potencial estándar: El potencial estándar es el potencial de una reacción redox, cuando está en equilibrio, con respecto al cero. Cuando el potencial estándar supera al cero, tenemos una reacción de oxidación. Cuando el potencial estándar supera al cero, tenemos una reacción de reducción. El potencial estándar de los electrones se expresa en voltios (V), mediante el símbolo V0. (3)
PROPIEDADES FÍSICAS:
El carbono existe en dos formas Alotrópicas : el grafito y el diamante (estado puro). Ambos son cristalinos y los átomos están enlazados fuertemente covalentes.
* El grafito es blando de color gris, punto de fusión elevado, buen conductor de la electricidad y posee brillo metálico.
Debido a que la unión entre los diversos planos es débil, el grafito es una masa blanda lo que permite a las capas adyacentes deslizarse una sobre otra ello hace que el grafito es un buen lubricante.
El punto de fusión elevado se explica por el fuerte enlace existente entre los átomos del mismo plano lo que motiva que se precise elevada energía para desordenarlos. La conductividad eléctrica y brillo metálico se explican por el cuarto electrón semisuelto que puede saltar de un átomo a otro.
Se utiliza como electrodos inertes en pilas o celdas galvánicas.
* El diamante presenta diversas variedades, conocido por su dureza (10 en la escala de Mohs), y punto de fusión elevado : 3 500°C, se emplean para cortar metales en la cuchilla de los tornos, taladros, etc. y diamantes transparentes que se emplean como piedras preciosas de gran valor monetario; es mal conductor de la electricidad. Carbones Natural y Artificial:
I. NATURAL:
Los carbones que se encuentran en la naturaleza proceden de procesos de carbonización de vegetales que quedaron enterrados al producirse cataclismo siendo sometidos en estas condiciones a presiones y temperaturas elevadas y procesos fermentativos anaeróbicos.
Todos ellos tienen estructura amorfa y son: antracita, hulla, lignita, turba.
II. ARTIFICIAL:
Se obtiene por la intervención del hombre.
Carbón de Coke: Es una de las materias básicas en el proceso de obtención de hierro queda como residuo sólido en la destilación de la hulla en ausencia de aire.
Carbón Vegetal: De la combustión de la materia es muy poroso por lo cual posee propiedades absorbentes de gases. En forma de láminas se utiliza en las máscaras antiguas también absorbe sustancias en disolución coloidal y se utiliza para retener el benceno del gas de alumbrado.
Carbón Animal o de huesos: Se produce en la carbonización de huesos de animales en asencia de aire.
Esta constituido de fosfato de calcio con 10% C, tiene gran poder absorbente y se emplea para decolorar disoluciones por ebullición en pequeñas porciones.
Negro de humo: También llamado hollín se obtiene por la combustión incompleta
de sustancias orgánicas; es deficiente la cantidad de oxígeno por lo que en la industria se obtiene el negro de humo mediante la combustión incompleta del gas natural que contiene metano. El negro de humo se emplea en la fabricación de tinta china cintas para máquina de escribir, etc.
Carbón de Retorta: Es el carbón que queda incrustado en las paredes de las retortas de material refractario donde se realiza la destilación de la hulla; es un carbón muy duro conductor del calor y la electricidad que se usa para construir electrodos de aparatos eléctricos.
PROPIEDADES QUIMICAS:
LA COVALENCIA:
Esta propiedad consiste en que los 4 orbitales híbridos son de igual intensidad de energía y por lo tanto sus 4 enlaces del carbono son iguales y de igual clase. Esto significa que el carbono ejerce la misma fuerza de unión por sus 4 enlaces, un buen ejemplo seria el del metano. En el metano los 4 hidrógenos son atraídos por el carbono con la misma fuerza ya que sus 4 enlaces son de la misma clase.
LA TETRAVALENCIA:
En 1857 postulo Friedrich Kekulé la tetravalencia en su teoría estructural dicha propiedad del átomo de carbono como dice Mourey, es la guía mas segura en la edificación de la química orgánica por lo tanto se acepta que el carbono se manifiesta siempre como tetravalente y sus enlaces son covalentes e iguales entre si. El carbono en el estado basal tiene dos electrones en el subnivel 2s y dos electrones en el subnivel 2p.
De acuerdo a la configuración electrónica que describimos deberíamos esperar que el carbono se comporte como divalente puesto que tiene 2 orbitales o electrones sin aparear.
Este hecho se explica con la hibridación que a seguir voy a explicar.
LA HIBRIDACION:
Es la función de orbitales de diferentes energías del mismo nivel pero de diferente subnivel, resultando orbitales de energía constante y de igual forma: por ejemplo, la configuración electrónica del boro debido a sus conglomerados atómicos tiende a excitarse y como consecuencia se obtiene el fenómeno de hibridación. Debido al traslado de un electrón 2s al reempe 2p luego de esto se origina un reacomodo energético formando 3 orbitales híbridos sp²
quedando un orbital 2p puro.
LA AUTOSATURACION:
Esta propiedad se define como la capacidad del átomo de carbono para compartir sus electrones de valencia consigo mismo formando cadenas carbonadas, esta propiedad es fundamental en el carbono y lo diferencia de los demás elementos químicos . Al compartir sus electrones con otros átomos de carbono puede originar enlaces simples, dobles, o triples de tal manera que cada enlace representa un par covalente y comparten dos y tres pares de electrones.
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