Carbono – Definición, Propiedades, Ocurrencia, Aplicaciones

El carbono es un elemento químico con el símbolo C y el número atómico 6. Es no metálico y tetravalente, lo que significa que puede formar enlaces químicos covalentes con cuatro electrones. Está en el grupo 14 de la tabla periódica. El carbono representa solo alrededor del 0,025% de la corteza terrestre. El carbono es el decimoquinto elemento más abundante en la corteza terrestre y, por masa, el cuarto elemento más abundante en el universo, después del hidrógeno, el helio y el oxígeno. La abundancia de carbono, la diversidad única de compuestos orgánicos y la capacidad inusual para formar polímeros a las temperaturas comunes de la Tierra le permiten servir como un elemento común de toda la vida conocida. Después del oxígeno, es el segundo elemento más abundante en masa en el cuerpo humano (alrededor del 18,5 %).

Propiedades del Carbono

Algunas de las propiedades importantes de los elementos de carbono se enumeran a continuación:

1. El carbono genera cuatro electrones para formar un enlace covalente.
2. Existe en una variedad de alótropos y otras formas. El diamante y el grafito son dos ejemplos de materiales con propiedades distintas.
3. En condiciones normales, el carbono es extremadamente inerte.
4. Este elemento químico se denota con el símbolo C.
5. Tiene el número atómico 6 porque tiene 6 protones en su núcleo.
6. El carbono es no metálico y tetravalente.
7. Viene en una variedad de formas.
8. El elemento químico puede formar enlaces con otros elementos.

Aplicación de Carbono

• Es un elemento gratuito con numerosas aplicaciones. Estos incluyen el uso de diamante o pigmento negro para decorar las llantas de los automóviles o tinta de impresora.
• El grafito es otro tipo de carbono que se ha utilizado en crisoles de alta temperatura, electrodos de lámparas de arco, celdas secas y puntas de lápiz.
• Otro estado amorfo del carbón es el carbón vegetal, que se utiliza como agente blanqueador y absorbente de gases.
• Usan dirust de carbono y un extintor de incendios para carbonatar las bebidas.
• El carbono en forma sólida se conoce como hielo seco.
• El monrust de carbono también es útil para la reducción en una variedad de procesos metalúrgicos.
• El disulfuro de carbono y el tetracloruro de carbono son dos inclusiones notables en los solventes industriales.

Rol físico y biológico del carbono

El carbono ocupa el puesto 19 en el orden de abundancia elemental basado en el peso. Se estima que el universo contiene al menos 3,5 veces más átomos de carbono que átomos de silicio. A excepción del carbono, solo el helio, el oxígeno, el hidrógeno, el nitrógeno y el neón son naturalmente abundantes en el universo. Cuando se quema helio, el producto cósmico es carbono. Tres núcleos de helio con peso atómico 4 se fusionan en este proceso para producir un núcleo de carbono con peso atómico 12.

El carbono elemental es un complemento menor en la corteza terrestre. El carbono está ampliamente distribuido en forma de carbón y compuestos orgánicos. Se componen de gas natural, petróleo y tejido vegetal y animal. El carbono es un componente esencial del proceso de fotosíntesis. Es una secuencia de reacción química natural que implica la conversión del ciclo del carbono para formar dirust de carbono y carbohidratos atmosféricos.

Ocurrencia de Carbono

Estado libre

Después del hidrógeno, el helio y el oxígeno, el carbono es el cuarto elemento químico más abundante en masa en el universo observable. El carbono es abundante en el sol, las estrellas, los cometas y las atmósferas de la mayoría de los planetas. Algunos meteoritos contienen diamantes microscópicos que se formaron cuando el sistema solar aún tenía la forma de un disco protoplanetario.

La gran mayoría de los macizos rocosos carbonatados contienen carbono (piedra caliza, dolomita, mármol, etc.). El carbón es la fuente comercial más abundante de carbono mineral y es muy rico en carbono (la antracita contiene del 92 al 98 %). La mayoría de los depósitos de diamantes se encuentran en África. Ahora se están recuperando diamantes del lecho marino frente a la costa del Cabo de Buena Esperanza. Los diamantes se encuentran naturalmente, pero ahora se fabrica aproximadamente el 30% de todos los diamantes industriales que se usan en los Estados Unidos.

Estado combinado

El carbono se puede encontrar en la atmósfera de la Tierra y se disuelve en todos los cuerpos de agua. El carbono también se puede encontrar en los hidrocarburos (como el carbón, el petróleo y el gas natural). Las reservas de carbón se estiman en alrededor de 900 gigatoneladas. El carbono también se puede encontrar en los hidratos de metano que se encuentran en las regiones polares y debajo de los mares. 

También se puede encontrar en la atmósfera como dirust de carbono, hidrocarburos como gas natural y petróleo, celulosa en la madera y piedra caliza en estados combinados. Los compuestos de carbono como los carbonatos de calcio y magnesio ayudan en la formación de minerales comunes como la dolomita, la magnesita, la piedra caliza y el mármol. Además, las conchas de almejas, ostras y corales son carbonato de calcio.

Ejemplos de preguntas 

Pregunta 1: ¿Cuál es la composición del carbono?

Responder:

Seis neutrones y seis protones forman el carbono. Es un elemento químico conocido por su capacidad para crear patrones.

Pregunta 2: Defina el carbono desde la perspectiva de la formación molecular

Responder:

El carbono puede formar polímeros, que son strings largas y resistentes de carbono unidas con el mismo elemento químico. Debido a la gestión de electrones, puede formar enlaces con cuatro átomos diferentes. Una nube de electrones rodea el núcleo en el que están dispuestos los átomos.

Pregunta 3: ¿Por qué el grafito conduce la electricidad, pero no un diamante?

Responder:

En el caso del diamante, cada átomo de carbono en un solo cristal está unido covalentemente a otros cuatro átomos de carbono, formando las cuatro esquinas de un tetraedro regular. No hay electrones libres disponibles debido a los cuatro enlaces covalentes con cada átomo de carbono. El diamante es un mal conductor de la electricidad debido a la falta de electrones libres dentro de su estructura cristalina.

Cada átomo de carbono en un solo cristal de grafito está unido covalentemente a otros tres átomos de carbono. Debido al hecho de que cada átomo de carbono tiene cuatro electrones de valencia, se deja libre un electrón de valencia para cada átomo de carbono. Al aplicar potencial eléctrico, estos electrones libres pueden fluir fácilmente dentro de la estructura cristalina del grafito. Como resultado, el grafito es un excelente conductor eléctrico.

Pregunta 4: ¿Cuáles son las propiedades físicas de los compuestos de carbono?

Responder:

Las propiedades físicas de los compuestos de carbono son las siguientes:

• Como tienen enlaces covalentes entre sus átomos, no forman iones. Como resultado, son malos conductores de la corriente eléctrica.
• Estas sustancias tienen puntos de fusión y ebullición bajos.
• Son insolubles en agua pero solubles en solventes orgánicos como éter, tetracloruro de carbono y otros.