La química del carbono

1. CH3 – CH3 CH2 = CH2 CH  CH 5 La química del carbono Física y Química 4.º ESO 1 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 Dobles Triples

2. Longitud de la cadena Compuesto Tipo de cadena Representación 5 La química del carbono Física y Química 4.º ESO 2 La diversidad de los compuestos de carbono Los compuestos de carbono unen los átomos formando cadenas lineales, ramificadas o cíclicas. C3 C5 C6 C3 H6 C5 H12 C6 H12 Lineal Ramificada Cíclica CH3– CH2 – CH3 El número de átomos de una cadena se llama longitud de la cadena.

3. Modelo estructural Modelo molecular 5 La química del carbono Física y Química 4.º ESO 3 Representación de los compuestos de carbono Para representar los compuestos de carbono se utilizan diferentes tipos de fórmulas. Fórmula molecular C3H8 Indica el número de átomos de cada elemento. Fórmula estructural Indica cómo están unidos los átomos y su disposición espacial. Fórmula semidesarrollada Indica únicamente los enlaces entre los átomos de carbono. CH3 - CH2 - CH3

4. Butano Metilpropano Sustancia Densidad a -20°C (g/cm3) Punto de ebullición (°C) Punto de fusión (°C) Solubilidad en 100 mL de alcohol 5 La química del carbono Física y Química 4.º ESO 4 Isómeros Una misma fórmula molecular puede tener varias estructuras. C4H10 Las dos estructuras corresponden a moléculas diferentes con diferentes propiedades físicas. Butano Metilpropano 0,622 0,604 0 -12 -138 -159 1 813 mL 1 320 mL A este tipo de compuestos con la misma fórmula molecular pero distinta estructura y propiedades físicas se les denomina ISÓMEROS.

5. 5 La química del carbono Física y Química 4.º ESO 5 Clasificación de los hidrocarburos Son compuestos formados por carbono e hidrógeno. Se clasifican según el tipo de enlace: CH3– CH2 – CH3 CH3– CH=CH3 CH3– C  CH3 Alquino Alcano Alqueno HIDROCARBUROS SATURADOS HIDROCARBUROS INSATURADOS

6. PREFIJO TERMINACIÓN Longitud de la cadena Prefijo Indica la longitud de la cadena. Indica el tipo de hidrocarburo Hidrocarburo Terminación Enlace Met- C1 Et- C2 Prop- C3 But- C4 Pent- C5 Hex- C6 Hept- C7 Oct- C8 Non- C9 Dec- C10 5 La química del carbono Física y Química 4.º ESO 6 Nomenclatura de los Hidrocarburos Alcano Alqueno Alquino -ano -eno -ino Sencillo(C – C) Doble (C = C) Triple (C  C) 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: CH2 = CH – CH2 – CH2 – CH3 1 2 3 4 5 1- pent eno

7. hidroxilo OH (Hidrocarburo terminado en -ol) CH3 - COH - CH3 CH3 5 La química del carbono Física y Química 4.º ESO 7 Alcoholes EJEMPLOS CH3 - CH2 - CH2 OH 1 - propanol 2 - propanol CH3 - CHOH - CH3 metil -2 - propanol POLIALCOHOLES CH2OH - CH2OH Etanodiol Poseen más de un grupo hidroxilo. PROPIEDADES • Tienen puntos de ebullición muy altos. • Son incoloros, menos densos que el agua y solubles en ella. • Arden con mucha facilidad.

8. carbonilo O O C (Hidrocarburo terminado en –al) C H carbonilo (Hidrocarburo terminado en –ona) 5 La química del carbono Física y Química 4.º ESO 8 Aldehídos y cetonas EJEMPLOS H - CHO Metanal CH3 - CHO Etanal CH3 - CO - CH3 Propanona CH3 - CO - CH2 - CH3 Butanona PROPIEDADES • Los aldehídos se convierten en alcoholes primarios al reaccionar con el H2 y las cetonas, en alcoholes secundarios. • Con sustancias como el oxígeno o el reactivo de Tollens, los aldehídos forman ácido. • Las cetonas reaccionan con el oxígeno con más dificultad que los aldehídos.

9. carboxilo O C OH (Hidrocarburo acabado en -oico) LOS ÁCIDOS GRASOS Son ácidos carboxílicos con un número elevado de átomos de carbono. 5 La química del carbono Física y Química 4.º ESO 9 Ácidos carboxílicos. Ácidos grasos. EJEMPLOS H - COOH Ácido metanoico Ácido etanoico oÁcido acético CH3 - COOH PROPIEDADES • Reaccionan con sustancias básicas y dan sales. • Actúan sobre algunos metales con desprendimiento de hidrógeno. • Colorean de rojo el papel indicador de pH. • Tienen puntos de ebullición muy altos. CH3 - (CH2)16 - COOH Ácido esteárico (saturado) CH3 - (CH2)7 - CH = CH - (CH2)7 COOH Ácido oleico (insaturado) CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH Ácido linoleico (poliinsaturado)

10. NH2 O NH N PROPIEDADES C (Radical acabado en -amina) NH2 amina amida (Igual que el ácido sin la palabra ácido y sustituyendo –oico por -amida) 5 La química del carbono Física y Química 4.º ESO 10 Compuestos nitrogenados EJEMPLOS Metilamina CH3 - NH2 CH3 - NH - CH2 - CH3 Etilmetilamina PROPIEDADES • Puntos de ebullición inferiores a los de los alcoholes y ácidos carboxílicos. • Tienen propiedades químicas similares a las del amoniaco. • Combustibles en estado gaseoso. • Las de menor masa molecular son bastante solubles en agua. EJEMPLOS H - CONH2 Metanamida CH3 - CONH2 Etanamida PROPIEDADES • Se obtienen al reaccionar un ácido carboxílico con amoniaco y deshidratando la sal formada. • Las de menor masa molecular son solubles en agua. • Puntos de ebullición bastante elevados.

11. polímero monómero Unidad repetitiva monómero (eteno) polímero 5 La química del carbono Física y Química 4.º ESO 11 Polímeros y polimerización Un polímero es una macromolécula formada por la unión de moléculas más sencillas llamadas monómeros. Al proceso de unión de los monómeros se le denomina polimerización. En un polímero siempre hay una unidad recurrente o repetitiva. EJEMPLO El eteno se polimeriza mediante reacciones de adición.

12. Glucosa aminoácidos nucleótido 5 La química del carbono Física y Química 4.º ESO 12 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).

13. Grupo G Monómero Plástico Utilidad Policloruro de vinilo Polipropileno Poliestireno 5 La química del carbono Física y Química 4.º ESO 13 Obtención de plásticos por polimerización Los plásticos se obtienen por la polimerización de monómeros (fundamentalmente el eteno). Grepresenta el átomo o grupo de átomos que son sustituidos para obtener los diferentes plásticos. Discos, mangueras, cortinas de ducha, envoltura de alimentos… –Cl Planchas, tubos, filamentos, redes de pesca, cuerdas, césped artificial… – CH3 Aislante eléctrico, hojas transparentes, embalajes, espuma de poliestireno aislante… – C6H5

14. 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. 5 La química del carbono Física y Química 4.º ESO 14 Clasificación de los plásticos En función de sus propiedades físicas, podemos clasificar los plásticos en… Estructura molecular Ejemplo TERMOPLÁSTICO TERMOESTABLE ELASTÓMERO

15. 5 La química del carbono Física y Química 4.º ESO 15 Propiedades de los plásticos CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA Son muy poco conductores. Bajo ciertas condiciones pueden obtenerse polímeros conductores como el poliacetileno. CONDUCTIVIDAD TÉRMICA En muy pequeña y cuando se calientan funden fácilmente. DENSIDAD Se extiende desde 0,9 hasta 2,3 g/cc. Es pequeña porque los átomos que los componen son ligeros. TRANSPARENCIA Pueden ser transparentes, translúcidos y opacos. Algunos como el polivinilo y el policarbonato presentan una transparencia similar al vidrio. COMPORTAMIENTO QUÍMICO

16. mediante se lleva a cabo con se lleva a cabo con 5 La química del carbono Física y Química 4.º ESO 16 Reciclaje de materiales 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. PIRÓLISIS GASIFICACIÓN TERMOPLÁSTICOS TERMOESTABLES O PLÁSTICOS CONTAMINADOS