Estructura y Propiedades de las Formas Alotrópicas del Carbono y Compuestos Orgánicos

Formas Alotrópicas del Carbono

La Alotropía

La **alotropía** es una propiedad de varios elementos que se presentan con estructuras moleculares diferentes.

El carbono se presenta de varias **formas alotrópicas**, tales como:

• Diamante
• Grafito
• Grafeno
• Grafino
• Carbono amorfo
• Carbono acetilénico
• Fullerenos
• Nanotubos

Todas las formas alotrópicas son **sólidas**.

Diamante

Es una variedad de carbono que se encuentra en forma de **cristales** parecidos a un octaedro. Un tetraedro es un sólido terminado por cuatro planos o caras. Propiedades del diamante: elevada **conductividad térmica** y su **dureza**, es pesado, incoloro, frágil e insoluble en agua.

Grafito

Se caracteriza por su color **negro** y por ser brillante, blando y untuoso al tacto. Es la forma más **estable** del carbono y se presenta en forma de **láminas hexagonales**. El grafito se utiliza como **electrodo** en la **electrólisis**, ya que es inerte.

Fullerenos

Es un polimorfo artificial, formado por 20 hexágonos y 12 pentágonos. Son moléculas con formas **esferoidales**, son sólidos moleculares y muy estables.

Carbono Amorfo

Es un tipo de carbono **sin forma** debido a la ausencia de estructuras cristalinas. Se le conoce como **negro de gas**.

Carbono Acetilénico

Tiene forma de una cadena simple con enlaces atómicos, con el grosor de un átomo y no de lámina. Es considerado como un material de **una sola dimensión**. Propiedades: **resistencia a la tracción**, es más rígido que el grafeno.

Grafeno

Es una pieza **hexagonal plana**, formada por átomos de carbono enlazados por **enlaces covalentes**. Se encuentra en el grafito. El grafeno es **transparente**, flexible, resistente, impermeable y **buen conductor de electricidad**.

Nanotubos

Están constituidos por **redes hexagonales de carbono**, curvadas y cerradas. Se han utilizado para **reforzar estructuras** de algunos materiales y también presentan alta capacidad de **emisión de electrones**.

Grafino

Es capaz de conducir los electrones a gran velocidad en una única dirección. En el grafino, los átomos de carbono están unidos por **enlaces dobles y triples**.

Tipos de Enlace del Carbono

Enlaces Carbono-Carbono (C-C)

Los enlaces carbono-carbono pueden presentarse como **sencillos**, **dobles** y **triples**.

Tipos de Compuestos Orgánicos

Compuestos Acíclicos (Alifáticos)

Conocidos como compuestos **alifáticos**. Los átomos de carbono forman **cadenas abiertas** que pueden ser lineales o ramificadas.

Compuestos Cíclicos

En esta clase de compuestos, los átomos de carbono forman **cadenas cerradas** o ciclos. Estos se pueden subdividir en:

• **Carbocíclicos:** Todos los átomos que constituyen el ciclo son de carbono.
• **Heterocíclicos:** Uno o más átomos que constituyen el ciclo son diferentes al carbono.

Los compuestos carbocíclicos se subdividen a su vez en compuestos **alicíclicos** y compuestos **aromáticos**.

Hidrocarburos

Los compuestos orgánicos se pueden clasificar en tres funciones químicas principales: **hidrocarburos**, **oxigenados** y **nitrogenados**.

Según la cadena, los hidrocarburos se clasifican en:

• **Alifáticos:** Corresponden a los compuestos de cadena abierta.
• **Cíclicos:** Compuestos de cadena cerrada que se caracterizan por tener una forma geométrica.

Los Alcanos

Son hidrocarburos formados por **átomos de carbono** e **hidrógeno**.

Los carbonos dentro de un alcano pueden disponerse en forma de cadenas abiertas o formar anillos llamados **cicloalcanos**. Aquellos que no presentan ramificaciones se denominan de **cadena lineal**.