Página 86 - Libro de Química de Tercero de Bachillerato

Análisis: Se piden rasgos estructurales y químicos que explican la centralidad del C en los compuestos orgánicos.

1. Tetravalencia: con Z=6, el carbono tiene 4 electrones de valencia y forma cuatro enlaces covalentes estables.
2. Catenación: forma cadenas y anillos C–C muy estables de longitudes y ramificaciones diversas.
3. Enlaces múltiples e hibridación: puede enlazarse con enlaces simples, dobles y triples gracias a hibridaciones sp3 (tetraédrica), sp2 (trigonal) y sp (lineal), generando gran variedad de estructuras.
4. Estabilidad y reactividad equilibradas: los enlaces C–C y C–H son fuertes, pero permiten reacciones controladas (adición, sustitución, oxidación, etc.).
5. Versatilidad con otros elementos: se combina con H, O, N, S y halógenos para dar múltiples grupos funcionales.
6. Isomería: una misma fórmula puede tener muchas estructuras (cadena, posición y estereoisómeros).

Conclusión: Por su tetravalencia, catenación, hibridación y estabilidad, el carbono es la base de la materia orgánica.

Análisis: Se busca justificar su relevancia científica, tecnológica y biológica.

1. Base de la química orgánica: millones de compuestos conocidos contienen carbono; su diversidad sustenta materiales, fármacos y combustibles.
2. Versatilidad estructural: tetravalencia, catenación e hibridación generan estructuras lineales, ramificadas y cíclicas con múltiples propiedades.
3. Alótropos útiles: diamante (extraordinaria dureza), grafito (conductor y lubricante), grafeno y fullerenos (nuevas tecnologías).
4. Impacto ambiental y energético: el carbono participa en el ciclo global (CO2, CH4) y en fuentes de energía (biomasa, hidrocarburos).

Conclusión: Su capacidad única para formar gran variedad de compuestos y materiales, y su rol en energía y ambiente, lo hacen uno de los elementos más importantes.

Análisis: Se debe explicar su papel en biomoléculas y procesos vitales.

1. Estructural: es el esqueleto de carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos; sus cadenas sostienen la diversidad molecular biológica.
2. Energético: la oxidación de enlaces C–C y C–H en la respiración celular libera energía para sintetizar ATP a partir de moléculas como la glucosa.
3. Ciclo biogeoquímico: el CO2 se fija en la fotosíntesis y vuelve a la atmósfera en la respiración y descomposición, regulando el clima y la disponibilidad de carbono.
4. Homeostasis: sistemas carbonato–bicarbonato ayudan a amortiguar el pH sanguíneo y de ecosistemas acuáticos.

Conclusión: La vida es esencialmente carbono: sus biomoléculas, energía y ciclos naturales dependen de este elemento.