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• Estefania Blandon

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Carbono Introduccion El carbono, a diferencia del nitrógeno y oxigeno, no es un elemento abundante, constituye solo el 0.027% de la corteza terrestre. Aunque parte de él se presenta en forma elemental como grafito y diamante, casi todo se encuentra en forma combinada. Mas de la mitad esta presente en carbonatos como carbonato de calcio (CaCO3) La importancia del elemento reside en gran parte en su presencia en los seres vivos: hace 150 años los científicos creyeron que este compuesto que sustentaba la vida sólo podía se podía " fabricar" dentro de los seres vivos, por esta razón se lo llamo compuesto orgánico. Hoy se sabe que estos compuestos orgánicos se los puede sintetizar en el laboratorio a partir de sustancias inorgánicas sencillas. Formas elementales del carbono El grafito es un sólido suave, color negro, resbaladizo, con lustre metálico y es conductor de electricidad. El diamante es un sólido transparente en el cual los átomos de carbono forman una redcovalente. Es más denso que el grafito (d=2,25 g/cm3 para el grafito y d=3,51 g/cm3 para el diamante). A presiones y temperaturas altas (100 atm. Y 3000°C) el grafito se convierte en diamante. Óxidos de carbono El carbono forma dos óxidos principales: monóxido de carbono (CO) y dióxido de carbono (CO2) El monóxido de carbono se forma cuando se quema carbono o hidrocarburos con un suministro limitado de oxígeno. 2 C(s) + O2 (g) 2 CO(g) Este es un gas incoloro inodoro insípido. Es tóxico a causa de su capacidad para unirse a la hemoglobina e interferir así en el transporte del oxígeno. Tiene varios usos comerciales. Puesto que arde fácilmente para formar CO2 se emplea como combustible: 2 CO(g) + O2(g) 2 CO2(g) También es un agente reductor simple, ampliamente usado en operaciones metalúrgicas para reducir óxidos metálicos. Por ejemplo, es el agente reductor mas importante en la reducción de óxidos en hornos de fundición: Fe3O4(s) + 4 CO(g) 3 Fe(s) + 4 CO2(g) El dióxido de carbono es un gas incoloro e inodoro. Es un componente secundario de la atmósfera terrestre pero contribuye en forma importante al llamado efecto invernadero. Aunque no es tóxico, altas concentraciones aumentan el ritmo de la respiración y puede causar asfixia. El CO2 sólido se lo conoce como hielo seco, de ahí que aproximadamente la mitad del dióxido de carbono que se consume cada año es utilizado para refrigeración Otro uso importante es la producción de bebidas gaseosas, en la producción de bicarbonato para hornear, etc. Acido carbónico y carbonatos El CO2 es moderadamente soluble en agua, las soluciones resultantes tienen una acidez moderada como resultado de la formación de ácido carbónico (H2CO3) CO2(a.c.) + H2O(l) H2CO3(a.c.) El ácido carbónico es un ácido diprótico débil. Aunque no se puede aislar como compuesto puro, es posible obtener dos tipos de sales por neutralización de soluciones de ácidos carbónicos: •

carbonatos ácidos o bicarbonatos

•

carbonatos

Debido a que el agua que contiene CO2 es ligeramente ácido, el CaCO3 se disuelve lentamente en este medio.

CaCO3(s) + H2O(l) + CO(g) Ca+2(ac) + 2 HCO3(ac) Esta reacción se produce cuando las aguas superficiales pasan al subsuelo a través de depósitos de piedra caliza (CaCO3) y es la principal forma en que el Ca+2 penetra hasta las aguas subterráneas para producir agua dura. Aguas duras El agua que contiene una concentración relativamente alta de calcio y magnesio se conoce como agua dura. Aunque la presencia de estos iones no constituye en general una amenaza para la salud, hace que el agua sea inadecuada para ciertos usos (sean domésticos o industriales) Por ejemplo, estos iones reaccionan con jabones para formar una nata de jabón insoluble. Cuando se calienta agua que contiene iones calcio y bicarbonatos, se desprende dióxido de carbono y se forma carbonato de calcio que es insoluble: Ca+2 + 2 HCO-3(ac) CaCO3(s) + CO2 + H2O(l) Otros compuestos inorgánicos de carbono El cianuro de hidrogeno (HCN) es una gas extremadamente tóxico. Se produce por la reacción de una sal de cianuro como nacen con un ácido. Las soluciones acuosas de HCN se conocen como ácido cianhidrico. La neutralización con una base como hidróxido de sodio (NaOH) produce sales de cianuro como el cianuro de sodio (NaCN) Estos cianuros son utilizados en la industria del plásticocomo el nylon, la acción tóxica del cianuro se debe a que se combina con el hierro de la citocromo oxidasa (enz. Que interviene en la respiracion) El disulfuro de carbono (CS2) es un importante disolvente industrial de ceras, grasas, celulosas y otras sustancias no polares. Es un liquido volátil, el vapor es venenoso y altamente inflamable. El compuesto se forma por acción directa del carbono y azufre a alta temperatura. Ciclo del carbono Circula por la atmósfera, el medio terrestre, los mares y otros ambientes acuáticos, rocas y sedimentos y ambientes acuáticos. El mayor reservorio de carbono lo constituyen las rocas y sedimentos de la corteza terrestre. Tomando como referencia los organismos vivos, una gran cantidad de carbono orgánico se encuentra en las plantas terrestres. Esto representa el carbono de los bosques y praderas y constituye el principal lugar de fijación fotosintética ce dióxido de carbono. La materia orgánica muerta (humus) contiene mayor cantidad de carbono que los seres vivos. El humus es una mezcla compleja de materia orgánica. Deriva parcialmente de los constituyentes del protoplasma de los microorganismos que han resistido la descomposición y en parte también del material resistente de las plantas. El medio mas rápido de transferencia global del carbono es mediante el dióxido de carbono de la atmósfera. El dióxido es retirado de la atmósfera principalmente por el proceso fotosintético de las plantas y vuelve a ella a través de la respiración de los animales y de los microorganismos quimioorganotrofos. El análisis de los diversos procesos indica que el aporte de dióxido de carbono mas importante que llega a la atmósfera proviene de la descomposición de la materia orgánica muerta, incluyendo el humus, llevada a cabo por los microorganismos. La única vía importante de polución de carbono nuevo en nuestro planeta procede de la fotosíntesis. Por lo tanto los organismos fototroficos se encuentran en la base del ciclo del carbono. Estos organismos se encuentran en la naturaleza casi exclusivamente en hábitats donde hay luz disponible. Carbono - C Propiedades químicas del Carbono - Efectos del Carbono para la salud - Efectos ambientales del Carbono

Carbono El carbono es único en la química porque forma un número de compuestos mayor que la suma total de todos los otros elementos combinados. Con mucho, el grupo más grande de estos compuestos es el constituido por carbono e hidrógeno. Se estima que se conoce un mínimo de 1.000.000 de compuestos orgánicos y este número crece rápidamente cada año. Aunque la clasificación no es rigurosa, el carbono forma otra serie de compuestos considerados como inorgánicos, en un número mucho menor al de los orgánicos. El carbono elemental existe en dos formas alotrópicas cristalinas bien definidas: diamante y grafito. Otras formas con poca cristalinidad son carbón vegetal, coque y negro de humo. El carbono químicamente puro se prepara por descomposición térmica del azúcar (sacarosa) en ausencia de aire. Las propiedades físicas y químicas del carbono dependen de la estructura cristalina del elemento. La densidad fluctúa entre 2.25 g/cm³ (1.30 onzas/in³) para el grafito y 3.51 g/cm³ (2.03 onzas/in³) para el diamante. El punto de fusión del grafito es de 3500ºC (6332ºF) y el de ebullición extrapolado es de 4830ºC (8726ºF). El carbono elemental es una sustancia inerte, insoluble en agua, ácidos y bases diluidos, así como disolventes orgánicos. A temperaturas elevadas se combina con el oxígeno para formar monóxido o dióxido de carbono. Con agentes oxidantes calientes, como ácido nítrico y nitrato de potasio, se obtiene ácido melítico C6(CO2H)6. De los halógenos sólo el flúor reacciona con el carbono elemental. Un gran número de metales se combinan con el elemento a temperaturas elevadas para formar carburos. Con el oxígeno forma tres compuestos gaseosos: monóxido de carbono, CO, dióxido de carbono, CO2, y subóxido de carbono, C3O2. Los dos primeros son los más importantes desde el punto de vista industrial. El carbono forma compuestos de fórmula general CX4 con los halógenos, donde X es flúor, cloro, bromo o yodo. A temperatura ambiente el tetrafluoruro de carbono es gas, el tetracloruro es un líquido y los otros dos compuestos son sólidos. También se conocen tetrahalogenuros de carbono mixtos. Quizá el más importante de ellos es el diclorodifluorometano, CCl2F2 llamado freón. El carbono y sus compuestos se encuentran distribuidos ampliamente en la naturaleza. Se estima que el carbono constituye 0.032% de la corteza terrestre. El carbono libre se encuentra en grandes depósitos como hulla, forma amorfa del elemento con otros compuestos complejos de carbono-hidrógeno-nitrógeno. El carbono cristalino puro se halla como grafito y diamante. Grandes cantidades de carbono se encuentran en forma de compuestos. El carbono está presente en la atmósfera en un 0.03% por volumen como dióxido de carbono. Varios minerales, como caliza, dolomita, yeso y mármol, tienen carbonatos. Todas las plantas y animales vivos están formados de compuestos orgánicos complejos en donde el carbono está combinado con hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros elementos. Los vestigios de plantas y animales vivos forman depósitos: de petróleo, alfalto y betún. Los depósitos de gas natural contienen compuestos formados por carbono e hidrógeno. El elemento libre tiene muchos usos, que incluyen desde las aplicaciones ornamentales del diamante en joyería hasta el pigmento de negro de humo en llantas de automóvil y tintas de imprenta. Otra forma del carbono, el grafito, se utiliza para crisoles de alta temperatura, electrodos de celda seca y de arco de luz, como puntillas de lápiz y como lubricante. El carbón vegetal, una forma amorfa del carbono, se utiliza como absorbente de gases y agente decolorante. Los compuestos de carbono tienen muchos usos. El dióxido de carbono se utiliza en la carbonatación de bebidas, en extintores de fuego y, en estado sólido, como enfriador (hielo seco). El monóxido de carbono se utiliza como agente reductor en muchos procesos metalúrgicos. El tetracloruro de carbono y el disulfuro de carbono son disolventes industriales importantes. El freón se utiliza en aparatos de refrigeración. El carburo de calcio se emplea para preparar acetileno; es útil para soldar y cortar metales, así como para preparar otros compuestos orgánicos. Otros carburos metálicos tienen usos importantes como refractarios y como cortadores de metal. Efectos del Carbono sobre la salud El carbono elemental es de una toxicidad muy baja. Los datos presentados aquí de peligros para la salud están basados en la exposición al negro de carbono, no carbono elemental. La inhalación continuada de negro de carbón

carbono Descripción Nombre

Carbono

Número atómico Valencia Configuración electrónica Masa atómica (g/mol)

6 2,+4,-4 1s22s22p2 12,01115

Densidad (g/ml)

2,26

Punto de ebullición (ºC)

4830

Punto de fusión (ºC)

3727

Descubridor

Los antiguos

Carbono, de símbolo C, es un elemento crucial para la existencia de los organismos vivos, y que tiene muchas aplicaciones industriales importantes. Su número atómico es 6; y pertenece al grupo 14 (o IV A) del sistema periódico. Propiedades Las propiedades físicas y químicas del carbono dependen de la estructura cristalina del elemento. Un gran número de metales se combinan con el elemento a temperaturas elevadas para formar carburos. Con el oxígeno forma tres compuestos gaseosos: monóxido de carbono, CO, dióxido de carbono, CO2, y subóxido de carbono, C3O2. Los dos primeros son los más importantes desde el punto de vista industrial. El carbono es un elemento único en la química porque forma un número de compuestos mayor que la suma total de todos los otros elementos combinados. El grupo más grande de estos compuestos es el constituido por carbono e hidrógeno. Se estima que se conoce un mínimo de 1.000.000 de compuestos orgánicos y este número crece rápidamente cada año. Aunque la clasificación no es rigurosa, el carbono forma otra serie de compuestos considerados como inorgánicos, en un número mucho menor al de los orgánicos. Las tres formas de carbono elemental existentes en la naturaleza (diamante, grafito y carbono amorfo) son sólidos con puntos de fusión extremadamente altos, e insolubles en todos los disolventes a temperaturas ordinarias. Las propiedades físicas de las tres formas difieren considerablemente a causa de las diferencias en su estructura cristalina. En el diamante, el material más duro que se conoce, cada átomo está unido a otros cuatro en una estructura tridimensional, mientras que el grafito consiste en láminas débilmente unidas de átomos dispuestos en hexágonos. El carbono químicamente puro se prepara por descomposición térmica del azúcar (sacarosa) en ausencia de aire. El carbono tiene la capacidad única de enlazarse con otros átomos de carbono para formar compuestos en

cadena y cíclicos muy complejos. Esta propiedad conduce a un número casi infinito de compuestos de carbono, siendo los más comunes los que contienen carbono e hidrógeno. Sus primeros compuestos fueron identificados a principios del siglo XIX en la materia viva, y, debido a eso, el estudio de los compuestos de carbono se denominó química orgánica. A temperaturas normales, el carbono se caracteriza por su baja reactividad. A altas temperaturas, reacciona directamente con la mayoría de los metales formando carburos, y con el oxígeno formando monóxido de carbono (CO) y dióxido de carbono (CO2). El carbono en forma de coque se utiliza para eliminar el oxígeno de las menas que contienen óxidos de metales, obteniendo así el metal puro. El carbono forma también compuestos con la mayoría de los elementos no metálicos, aunque algunos de esos compuestos, como el tetracloruro de carbono (CCl4), han de ser obtenidos indirectamente. Estado natural El carbono es un elemento ampliamente distribuido en la naturaleza, aunque sólo constituye un 0,025% de la corteza terrestre, donde existe principalmente en forma de carbonatos. Varios minerales, como caliza, dolomita, yeso y mármol, tienen carbonatos. Todas las plantas y animales vivos están formados de compuestos orgánicos complejos en donde el carbono está combinado con hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros elementos. Los vestigios de plantas y animales vivos forman depósitos: de petróleo, asfalto y betún. Los depósitos de gas natural contienen compuestos formados por carbono e hidrógeno. El elemento libre tiene muchos usos, que incluyen desde las aplicaciones ornamentales del diamante en joyería hasta el pigmento de negro de humo en llantas de automóvil y tintas de imprenta. Otra forma del carbono, el grafito, se utiliza para crisoles de alta temperatura, electrodos de celda seca y de arco de luz, como puntillas de lápiz y como lubricante. El carbón vegetal, una forma amorfa del carbono, se utiliza como absorbente de gases y agente decolorante. Los compuestos de carbono tienen muchos usos. El dióxido de carbono se utiliza en la carbonatación de bebidas, en extintores de fuego y, en estado sólido, como enfriador (hielo seco). El monóxido de carbono se utiliza como agente reductor en muchos procesos metalúrgicos. El tetracloruro de carbono y el disulfuro de carbono son disolventes industriales importantes. El freón se utiliza en aparatos de refrigeración. El carburo de calcio se emplea para preparar acetileno; es útil para soldar y cortar metales, así como para preparar otros compuestos orgánicos. Otros carburos metálicos tienen usos importantes como refractarios y como cortadores de metal. El dióxido de carbono es un componente importante de la atmósfera y la principal fuente de carbono que se incorpora a la materia viva. Por medio de la fotosíntesis, los vegetales convierten el dióxido de carbono en compuestos orgánicos de carbono, que posteriormente son consumidos por otros organismos. Ver: Ciclo del carbono El carbono amorfo se encuentra con distintos grados de pureza en el carbón de leña, el carbón, el coque, el negro de carbono y el negro de humo. El negro de humo, al que a veces se denomina de forma incorrecta negro de carbono, se obtiene quemando hidrocarburos líquidos como el queroseno, con una cantidad de aire insuficiente, produciendo una llama humeante. El humo u hollín se recoge en una cámara separada. Durante mucho tiempo se utilizó el negro de humo como pigmento negro en tintas y pinturas, pero ha sido sustituido por el negro de carbono, que está compuesto por partículas más finas.

El negro de carbono, llamado también negro de gas, se obtiene por la combustión incompleta del gas natural y se utiliza sobre todo como agente de relleno y de refuerzo en el caucho o hule. En 1985, los científicos volatilizaron el grafito para producir una forma estable de molécula de carbono consistente en 60 átomos de carbono dispuestos en una forma esférica desigual parecida a un balón de fútbol. La molécula recibió el nombre de buckminsterfulereno ('pelota de Bucky' para acortar) en honor a R. Buckminster Fuller, el inventor de la cúpula geodésica. La molécula podría ser común en el polvo interestelar. Aplicaciones científicas El isótopo del carbono más común es el carbono 12; en 1961 se eligió este isótopo para sustituir al isótopo oxígeno 16 como medida patrón para las masas atómicas, y se le asignó la masa atómica 12. Los isótopos carbono 13 y carbono 14 se usan como trazadores (consultar Trazador isotópico) en la investigación bioquímica. El carbono 14 se utiliza también en la técnica llamada método del carbono 14, que permite estimar la edad de los fósiles y otras materias orgánicas. Este isótopo es producido continuamente en la atmósfera por los rayos cósmicos, y se incorpora a toda la materia viva. Como el carbono 14 se desintegra con un periodo de semidesintegración de 5.760 años, la proporción entre el carbono 14 y el carbono 12 en un espécimen dado, proporciona una medida de su edad aproximada. Configuración electrónica El átomo de carbono constituye el elemento esencial de toda la química orgánica, y debido a que las propiedades químicas de elementos y compuestos son consecuencia de las características electrónicas de sus átomos y de sus moléculas, es necesario considerar la configuración electrónica del átomo de carbono para poder comprender su singular comportamiento químico. Se trata del elemento de número atómico Z = 6. Por tal motivo su configuración electrónica en el estado fundamental o no excitado es 1s2 2s2 2p2. La existencia de cuatro electrones en la última capa sugiere la posibilidad bien de ganar otros cuatro convirtiéndose en el ion C4- cuya configuración electrónica coincide con la del gas noble Ne, bien de perderlos pasando a ion C4+ de configuración electrónica idéntica a la del He. En realidad una pérdida o ganancia de un número tan elevado de electrones indica una dosis de energía elevada, y el átomo de carbono opta por compartir sus cuatro electrones externos con otros átomos mediante enlaces covalentes. Esa cuádruple posibilidad de enlace que presenta el átomo de carbono se denomina tetravalencia. El carbono frente al silicio Cabe preguntarse si la situación del carbono es singular o si por el contrario algún otro elemento participa de sus mismas propiedades. Observando el sistema periódico se advierte que el silicio está situado en el mismo grupo justo debajo del carbono y con idéntica configuración electrónica externa. ¿Por qué razón la vida se ha desarrollado sobre los compuestos del carbono y no sobre los del silicio? ¿Por qué los derivados del silicio son tan poco numerosos frente a los del carbono? La existencia en el silicio de ocho electrones internos adicionales respecto del carbono hace que los electrones externos o de valencia responsables del enlace químico estén más alejados del núcleo y, por tanto, atraídos por él más débilmente. Ello se traduce en que la fuerza de los enlaces del silicio es comparativamente menor; particularmente lo es el enlace Si-Si, lo que le convierte en más reactivo, es decir, menos estable químicamente. No obstante, el silicio cristaliza formando una red tridimensional semejante a la del diamante, y sus derivados constituyen el 87 % de la composición de la corteza terrestre. Su combinación con el oxígeno

origina la sílice o cuarzo (SiO2). El carácter francamente polar de esta unión da lugar a estructuras reticulares o redes cristalinas que por sus propiedades se parecen enormemente a las de los sólidos iónicos. La química de compuestos del carbono El átomo de carbono, debido a su configuración electrónica, presenta una importante capacidad de combinación. Los átomos de carbono pueden unirse entre sí formando estructuras complejas y enlazarse a átomos o grupos de átomos que confieren a las moléculas resultantes propiedades específicas. (Ver: Grupos funcionales) La enorme diversidad en los compuestos del carbono hace de su estudio químico una importante área del conocimiento puro y aplicado de la ciencia actual. Durante mucho tiempo la materia constitutiva de los seres vivos estuvo rodeada de no pocas incógnitas. Frente a la materia mineral presentaba, entre otras, una característica singular, su capacidad de combustión. Parecía como si los únicos productos capaces de arder hubieran de proceder de la materia viviente. En los albores de la química como ciencia se advirtió, además, que si bien la materia procedente de organismos vivos podía degradarse en materia mineral por combustión u otros procesos químicos, no era posible de ninguna manera llevar a cabo en el laboratorio el proceso inverso. Argumentos de este estilo llevaron a Berzelius, a comienzos del siglo XIX, a sugerir la existencia de dos tipos de materia en la naturaleza, la materia orgánica o materia propia de los seres vivos, y la materia inorgánica. Para justificar las diferencias entre ambas se admitió que la materia orgánica poseía una composición especial y que su formación era debida a la intervención de una influencia singular o «fuerza vital» exclusiva de los seres vivos y cuya manipulación no era posible en el laboratorio. La crisis de este planteamiento, denominado vitalismo, llevó consigo el rápido desarrollo de la química de la materia orgánica en los laboratorios, al margen de esa supuesta «fuerza vital». En la actualidad, superada ya la vieja clasificación de Berzelius, se denomina química orgánica a la química de los derivados del carbono e incluye el estudio de los compuestos en los que dicho elemento constituye una parte esencial, aunque muchos de ellos no tengan relación alguna con la materia viviente. HIDROCARBUROS: ASPECTOS ESTRUCTURALES La geometría de sus moléculas. Los hidrocarburos son los derivados del carbono más sencillos. Resultan de la unión únicamente de átomos de carbono con átomos de hidrógeno y de átomos de carbono entre sí formando cadenas que pueden ser abiertas o cerradas y cuyos «eslabones» pueden estar unidos por enlaces simples o por enlaces múltiples. Aquellos hidrocarburos que presentan únicamente enlaces simples reciben el nombre de hidrocarburos saturados (alcanos). El representante más sencillo de los hidrocarburos saturados es el metano CH4; no obstante, el etano C2H6 da una mejor idea de las características de este tipo de hidrocarburos. La molécula de etano está compuesta por dos átomos de carbono y seis átomos de hidrógeno que se unen entre sí mediante enlaces covalentes sencillos. Desde un punto de vista puramente geométrico se puede representar la molécula de etano mediante dos tetraedros contiguos y opuestos por uno de sus vértices, en donde los dos átomos de carbono ocupan los centros de los respectivos tetraedros, y los de hidrógeno los vértices libres. Los hidrocarburos no saturados se caracterizan, desde el punto de vista de su estructura molecular, por la presencia de enlaces dobles (alquenos) o triples (alquinos). La molécula de eteno o etileno está formada por dos átomos de carbono unidos por un enlace doble; mediante sus otros dos enlaces restantes cada átomo de

carbono se une a otros tantos átomos de hidrógeno. Efectos del Carbono sobre la salud El carbono elemental es de una toxicidad muy baja. Los datos presentados aquí de peligros para la salud están basados en la exposición al negro de carbono, no carbono elemental. La inhalación continuada de negro de carbón puede resultar en daños temporales o permanentes a los pulmones y el corazón. Se ha encontrado pneumoconiosis en trabajadores relacionados con la producción de negro de carbón. También se ha dado parte de afecciones cutáneas tales como inflamación de los folículos pilosos, y lesiones de la mucosa bucal debidos a la exposición cutánea. Carcinogenicidad: El negro de carbón ha sido incluido en la lista de la Agencia Internacional de Investigación del Cáncer (AIIC) dentro del grupo 3 (agente no clasificable con respecto a su carcinogenicidad en humanos). Efectos ambientales del Carbono No se tiene constancia de que el carbono tenga efectos negativos sobre el medio ambiente. SE ENCUENTRA El carbono es un elemento ampliamente difundido en la naturaleza, aunque sólo constituya aproximadamente el 0,025% de la corteza terrestre, en la que se encuentra principalmente en forma de carbonatos. PROPIDADES Podemos encontrar el carbono en tres variedades alotrópicas: diamante, grafito y carbono amorfo que son sólidos con puntos de fusión sumamente altos y son insolubles en todos los disolventes a temperaturas ordinarias. Las propiedades físicas de las tres formas difieren ampliamente a causa de las diferencias en la estructura cristalina. En el diamante, una de las sustancias más duras conocidas, cada átomo se vincula a otros cuatro átomos en una estructura tridimensional. Es incoloro y no conduce la electricidad. Los diamantes suelen tener un leve tono amarillento y la presencia de algunas “impurezas” le da unos ligeros tonos rosado, azul, rojo, verde que son muy apreciados en joyería. Los diamantes imperfectos suelen utilizarse en la construcción de herramientas de corte y también para cortar y pulir otras piedras. El diamante, a 800ºC , arde en el oxígeno puro produciendo dióxido de carbono. Resulta posible fabricar diamantes artificiales sometiendo carbón a altas temperarturas y presiones , pero los diamantes así obtenidos son muy pequeños y el coste de producción es excesivamente elevado. El grafito se encuentra muy difundido en la Naturaleza y estructuralmente consiste en capas planas de átomos organizados hexagonalmente que se unen débilmente unas a otras. Es una sustancia blanda, untuosa, de color negro brillante. El grafito es buen conductor de la corriente eléctrica, resiste a la acción de muchos reactivos químicos y es bastante estable frente al calor. Por todas estas propiedades es utilizado para fabricar electrodos y crisoles así como en algunos procesos de galvanoplastia. Mezclado con arcilla es el principal constituyente de las minas de los lápices. El carbono amorfo se caracteriza por un grado muy bajo de cristalinidad. El carbono amorfo puro puede obtenerse calentando azúcar purificada a 900ºC en ausencia de aire. El punto de fusión del grafito es 3.925ºC y el del diamante 3.823ºC. Las densidades son 2,25 y 3,51 kg/m³ respectivamente. Si se disuelve una pequeña proporción de carbono en el hierro fundido obtenemos el acero. La configuración electrónica del carbono explica sus elevadas posibilidades de combinación consigo mismo y con otros elementos dando lugar a una cantidad tal de compuestos que requieren un estudio específico en lo

que llamamos la química del carbono. Su reacción con el hidrógeno a elevada temperatura produce metano: C + 2H2 = CH4 A temperaturas ordinarias el carbono se caracteriza por su baja reactividad. A altas temperaturas reacciona directamente con la mayoría de los metales para formar carburos, y con el oxígeno para formar monóxido de carbono (CO) y dióxido de carbono (CO2 ). El carbono en forma de coque se usa para quitar oxígeno a minerales de óxidos metálicos a fin de obtener el metal puro. El carbono también forma compuestos con la mayoría de los elementos no metálicos, aunque algunos de estos, como el tetracloruro de carbono (CCl4 ) deben ser obtenidos indirectamente. En 1.985, los científicos vaporizaron grafito para producir una forma estable de la molécula de carbono que consiste en 60 átomos de carbono en forma esférica, parecida a un balón de fútbol. USOS El diamante, además de su conocido empleo en joyería, se usa para fabricar herramientas de corte y taladros. El grafito se utiliza para fabricar minas de lápices, para obtener fibras de carbono de gran ligereza, resistencia y elasticidad utilizadas en la elaboración de piezas de alta tecnología para la industria, el deporte, etc. También se utiliza en la elaboración de algunos tipos de pinturas. La acción de los rayos cósmicos sobre el nitrógeno atmosférico produce el isótopo radiactivo 14C, emisor de partículas beta con un período de semidesintegración de 5.730 años. Este isótopo se usa como datador para determinar la antigüedad de algunos objetos. La técnica se basa en comparar la cantidad de 14C presente en una muestra con la presencia media actual de este isótopo. La utilización a gran escala como combustible,debido a la producción de monóxido y dióxido de carbono, constituye un grave problema de contaminación acentuando lo que conocemos como efecto invernadero. En las plantas nucleares se utiliza como moderador de neutrones

ISOTOPOS Z Nombre del Núclido Vida Media Spin 6 Carbono-11

20,3 minutos

3/2

Abundancia (%) Masa Atómica(uma) 0,00 98,89

11,000

6 Carbono-12

Estable

0

6 Carbono-13

Estable

1/2

1,108

13,003

6 Radiocarbono

5730 años

0

0,00

14,003

6 Carbono-15

2,45 segundos 1/2

0,00

12,000

15,0000