Página 90 - Libro de Química de Tercero de Bachillerato
Características y propiedades del carbono
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Busca el símbolo C en la tabla periódica. El número atómico es Z. En un átomo neutro: $$p=e=Z$$ y para el carbono $$Z_C=6$$.
Análisis: Se pide el número de protones y de electrones del carbono.
Resolución: En la tabla periódica el carbono tiene número atómico Z=6. El número de protones es Z y, en un átomo neutro, el número de electrones es igual a Z.
Conclusión: Protones = 6; Electrones = 6.
Recuerda: isótopos = átomos del mismo elemento con igual Z pero diferente A. Fórmula: $$A=Z+N$$ (N = neutrones). Cambia N para obtener distintos isótopos.
Análisis: Identificar los isótopos que se encuentran en la naturaleza.
Resolución: El carbono posee dos isótopos estables: 12C (≈98,9 %) y 13C (≈1,1 %). Además existe 14C, que es un isótopo radiactivo de origen natural (cosmogénico) presente en trazas y usado en datación por radiocarbono.
Conclusión: Isótopos naturales: 12C y 13C (estables); 14C (radiactivo, traza).
Orden de llenado: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p... Usa el número atómico para contar los electrones totales y distribúyelos siguiendo Aufbau, Pauli y Hund.
Análisis: Se pide la distribución de electrones y cuántos hay en la capa de valencia.
Resolución: Con Z=6, al llenar orbitales según Aufbau: 1s² 2s² 2p². La última capa es n=2 y contiene 2s²2p², es decir, 4 electrones de valencia.
Conclusión: Configuración: 1s² 2s² 2p²; electrones en la última capa: 4.
Aplica la regla del octeto: los átomos buscan 8 electrones en la capa externa. Ejemplos: CH₄ (4 enlaces simples, sp³), C₂H₄ (doble enlace, sp²), C₂H₂ (triple enlace, sp).
Análisis: Se pregunta el comportamiento químico de los 4 electrones de valencia.
Resolución: Perder o ganar 4 electrones es energéticamente desfavorable. Por eso el carbono comparte sus 4 electrones formando cuatro enlaces covalentes. Puede formar enlaces simples, dobles o triples y presentar hibridación sp³, sp² o sp, permitiendo cadenas y anillos (catenación).
Conclusión: Los 4 electrones de valencia se comparten para completar el octeto; el carbono es tetravalente.
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5. Observo la tabla periódica de los elementos y describo las propiedades específicas del carbono que se indican a continuación:
- a) Número de protones y electrones
- b) Isótopos naturales
- c) Configuración electrónica y número de electrones en su última capa
- d) ¿Qué sucede con los cuatro electrones del carbono?