Transcript Presentación Química del carbono

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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
CH3 – CH3
Dobles
CH2 = CH2
Triples
CH  CH
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La química del carbono
4.º ESO
2 La diversidad de los compuestos de carbono
Los compuestos de carbono unen los átomos formando cadenas lineales, ramificadas o cíclicas.
Longitud de la cadena
C3
C5
C6
Compuesto
C 3 H6
C5 H12
C6 H12
Tipo de cadena
Lineal
Representación
CH3– CH2 – CH3
Ramificada
Cíclica
El número de átomos de una cadena se llama longitud de la cadena.
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3 Representación de los compuestos de carbono
Para representar los compuestos de carbono se utilizan diferentes tipos de fórmulas.
Fórmula molecular
Indica el número de átomos de cada elemento.
C 3H 8
Fórmula estructural
Indica cómo están unidos los átomos y su disposición espacial.
Modelo
estructural
Modelo
molecular
Fórmula semidesarrollada
Indica únicamente los enlaces entre los átomos de carbono.
CH3 - CH2 - CH3
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4 Isómeros
Una misma fórmula molecular puede tener varias estructuras.
Butano
C4H10
Metilpropano
CH3  CH2  CH2  CH3
CH3  CH  CH3
CH3
Las dos estructuras corresponden a moléculas diferentes con diferentes propiedades físicas.
Butano
Metilpropano
Densidad a -20°C (g/cm3)
0,622
0,604
Punto de ebullición (°C)
0
-12
-138
-159
1 813 mL
1 320 mL
Sustancia
Punto de fusión (°C)
Solubilidad en 100 mL de alcohol
A este tipo de compuestos con la misma fórmula molecular pero distinta estructura y propiedades físicas
se les denomina ISÓMEROS.
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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
Alcano
Alqueno
HIDROCARBUROS
SATURADOS
HIDROCARBUROS INSATURADOS
Alquino
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6 Nomenclatura de los Hidrocarburos
TERMINACIÓN
PREFIJO
Indica la longitud de la cadena.
Prefijo
Longitud de
la cadena
Met-
C1
Et-
C2
Prop-
C3
But-
C4
Pent-
C5
Hex-
C6
Hept-
C7
Oct-
C8
Non-
C9
Dec-
C10
Indica el tipo de hidrocarburo
Hidrocarburo
Alcano
Alqueno
Alquino
Terminación
-ano
-eno
-ino
Sencillo
(C – C)
Doble
(C = C)
Triple
(C  C)
Enlace
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
1- penteno
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7 Alcoholes
EJEMPLOS
hidroxilo
CH3 - CH2 - CH2 OH
OH
(Hidrocarburo
terminado en -ol)
CH3 - CHOH - CH3
CH3 - COH - CH3
1 - propanol
2 - propanol
metil -2 - propanol
CH3
POLIALCOHOLES
Poseen más de un
grupo hidroxilo.
CH2OH - CH2OH
Etanodiol
PROPIEDADES
• Tienen puntos de ebullición muy altos.
• Son incoloros, menos densos que el agua y solubles en ella.
• Arden con mucha facilidad.
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8 Aldehídos y cetonas
carbonilo
O
C
H
EJEMPLOS
H - CHO
CH3 - CHO
Metanal
Etanal
(Hidrocarburo
terminado en –al)
carbonilo
O
C
(Hidrocarburo
terminado en –ona)
CH3 - CO - CH3
CH3 - CO - CH2 - CH3
Propanona
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.
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9 Ácidos carboxílicos. Ácidos grasos.
carboxilo
O
C
OH
(Hidrocarburo
acabado en -oico)
EJEMPLOS
H - COOH
Ácido metanoico
CH3 - COOH
Ácido etanoico o
Ácido acético
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.
LOS ÁCIDOS GRASOS
Son ácidos carboxílicos con un número elevado de átomos de carbono.
CH3 - (CH2)16 - COOH
CH3 - (CH2)7 - CH = CH - (CH2)7 COOH
CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH
Ácido esteárico (saturado)
Ácido oleico (insaturado)
Ácido linoleico (poliinsaturado)
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10 Compuestos nitrogenados
amina
NH2
NH
PROPIEDADES
N
(Radical acabado
en -amina)
EJEMPLOS
CH3 - NH2
Metilamina
CH3 - NH - CH2 - CH3
Etilmetilamina
• Puntos de ebullición inferiores a los de los alcoholes
y ácidos carboxílicos.
PROPIEDADES
• Tienen propiedades químicas similares a las del amoniaco.
• Combustibles en estado gaseoso.
• Las de menor masa molecular son bastante solubles en agua.
amida
O
C
NH2
(Igual que el ácido
sin la palabra ácido y
sustituyendo –oico
por -amida)
EJEMPLOS
H - CONH2
CH3 - CONH2
PROPIEDADES
Metanamida
Etanamida
• 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.
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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.
monómero
polímero
En un polímero siempre hay una unidad recurrente o repetitiva.
EJEMPLO
El eteno se polimeriza mediante reacciones de adición.
Unidad repetitiva
H
|
n  C
 |
H

H
|

C
|
H 
monómero (eteno)
H H H H H H
|
|
|
|
|
|
 C  C  C  C  C  C 
|
|
|
|
|
|
H H H H H H
polímero
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12 Polímeros de importancia biológica
Los polisacáridos
(polímeros) son glúcidos
formados por la unión
de monosacáridos
(monómeros).
Glucosa
Las proteínas (polímeros) están
formadas por la unión mediante un
enlace peptídico de unidades
llamadas aminoácidos (monómeros).
aminoácidos
nucleótido
Un ácido nucleico es un
polímero de nucleótidos
(monómeros).
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13 Obtención de plásticos por polimerización
Los plásticos se obtienen por la polimerización de monómeros (fundamentalmente el eteno).
G representa el átomo o grupo de
átomos que son sustituidos para
obtener los diferentes plásticos.
Grupo G
–Cl
–
–
CH3
C6H5
Monómero
Plástico
Utilidad
Policloruro
de vinilo
Discos, mangueras, cortinas
de ducha, envoltura de
alimentos…
Polipropileno
Planchas, tubos, filamentos,
redes de pesca, cuerdas,
césped artificial…
Poliestireno
Aislante eléctrico, hojas
transparentes, embalajes,
espuma de poliestireno
aislante…
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14 Clasificación de los plásticos
En función de sus propiedades físicas, podemos clasificar los plásticos en…
TERMOPLÁSTICO
Se reblandecen a altas
temperaturas, volviéndose
rígidos por enfriamiento.
TERMOESTABLE
Cuando se calientan por primera vez se
reblandecen y se pueden moldear. Al
enfriarse adquieren una consistencia
que impide que se deformen de nuevo.
ELASTÓMERO
Tienen una gran flexibilidad que
les permite soportar grandes
deformaciones.
Estructura molecular
Ejemplo
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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
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16 Reciclaje de materiales plásticos
PROCEDIMIENTOS DE
RECICLADO DE PLÁSTICOS
RECICLADO
PRIMARIO
RECICLADO
SECUNDARIO
Conversión en
otros artículos
con propiedades
idénticas a las del
material original.
Conversión en
otros artículos
con propiedades
inferiores a las
del polímero
original.
se lleva a
cabo con
se lleva a
cabo con
TERMOPLÁSTICOS
TERMOESTABLES
O PLÁSTICOS
CONTAMINADOS
RECICLADO
TERCIARIO
Degradar el polímero
a compuestos básicos
o a combustibles
mediante
PIRÓLISIS
RECICLADO
CUATERNARIO
Calentar el
plástico y utilizarlo
como combustible
aprovechando la
energía térmica
liberada.
GASIFICACIÓN