Subproceso #1

EL CARBONO EN LA NATURALEZA

Actividad #1: ¿En que formas se presenta el carbono libre en la naturaleza?


El carbono es un elemento químico de número atómico 6 y símbolo C. Es sólido a temperatura ambiente. Dependiendo de las condiciones de formación, puede encontrarse en la naturaleza en distintas formas alotrópicas, carbono amorfo y cristalino en forma de grafito o diamante. Es el pilar básico de la química orgánica; se conocen cerca de 16 millones de compuestos de carbono, aumentando este número en unos 500.000 compuestos por año, y forma parte de todos los seres vivos conocidos. Se puede presentar en varias formas:
en diamante (sólo enlaces C-C), gráfito (enlaces C=C), el fullereno que es un elemento de 6 carbonos, la antracita que es el carbón más puro, la turba (con rastros de azufre), el carbón bituminoso y el lignito, además de los nanotubos de carbono que se descubrieron hace poco.
Las características del carbono es un elemento notable por varias razones. Sus formas alotrópicas incluyen, sorprendentemente, una de las sustancias más blandas (el grafito) y la más dura (el diamante) y, desde el punto de vista económico, uno de los materiales más baratos (carbón) y uno de los más caros (diamante). Más aún, presenta una gran afinidad para enlazarse químicamente con otros átomos pequeños, incluyendo otros átomos de carbono con los que puede formar largas cadenas, y su pequeño radio atómico le permite formar enlaces múltiples.
Así, con el oxígeno forma el óxido de carbono (IV), vital para el crecimiento de las plantas (ver ciclo del carbono); con el hidrógeno forma numerosos compuestos denominados genéricamente hidrocarburos, esenciales para la industria y el transporte en la forma de combustibles fósiles; y combinado con oxígeno e hidrógeno forma gran variedad de compuestos como, por ejemplo, los ácidos grasos, esenciales para la vida, y los ésteres que dan sabor a las frutas; además es vector, a través del ciclo carbono-nitrógeno, de parte de la energía producida por el SolEl hierro o fierro (en muchos países hispanohablantes se prefiere fierro)1 es un elemento químico de número atómico 26 situado en el grupo 8, periodo 4 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Fe (del latin fĕrrum)1 y tiene una masa atómica de 55,6 u.
Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre, representando un 5% y, entre los metales, sólo el aluminio es más abundante. Igualmente es uno de los elementos más importantes del Universo, y el núcleo de la Tierra está formado principalmente por hierro y níquel, generando al moverse un campo magnético. Ha sido históricamente muy importante, y un período de la historia recibe el nombre de Edad de Hierro





Actividad #2 ¿Que diferencias existen entre el diamante y el grafito?


El diamante es el material mineral más duro, incoloro, transparente y abrasivo que se conoce; puede rayar los metales o cortar el pavimento, ya que se encuentra en la punta de las brocas; se considera una piedra preciosa; reactiva a temperatura ambiente. En cambio, el grafito es suave, quebradizo, negro, opaco y blando, como el de la punta de los lápices. Ambos son tan sólo un conglomerado de átomos de carbono, que presentan el mismo tipo de enlace (covalente).
En el diamante, un átomo de carbono se une a cuatro átomos de carbono por enlaces sencillos, en disposición tetraédrica, patrón que se extiende en forma continua a través de una basta red. La resistencia y la dureza del diamante son el resultado de esta estructura cristalina. Romper un diamante es enfrentarse a innumerables enlaces muy fuertes que conforman su estructura.
Respecto al grafito, cada carbono está unido a otros tres átomos de carbono; la geometría que presenta es la de un triángulo equilátero plano. A consecuencia de esta geometría, todos los átomos de carbono se encuentran en el mismo plano, formando láminas hexagonales, dándole las características ya mencionadas.
Si nos diesen a escoger cuál de las dos estructuras cristalinas del carbono quisiésemos ser, sin duda, escogeríamos ser diamantes; así que si todos nuestros pensamientos son mágicos, yo, esta persona soñadora, se los concedo: ¡ya somos diamantes por decisión! Pero, para que éstos brillen y sean reconocidos en el mundo, es necesario cortarlos, modelarlos y pulirlos; la tarea no es fácil, pero con mucho trabajo se puede lograr.
En mineralogía, el diamante (del griego antiguo ademas, que significa "propio" o "inalterable") es el alótropo del carbono donde los átomos de carbono están dispuestos en una variante de la estructura cristalina cúbica centrada en la cara denominada red de diamante. El diamante es la segunda forma más estable de carbono, después del grafito; sin embargo, la tasa de conversión de diamante a grafito es despreciable a condiciones ambientales. El diamante tiene renombre específicamente como un material con características físicas superlativas, muchas de las cuales derivan del fuerte enlace covalente entre sus átomos. En particular, el diamante tiene la más alta dureza y conductividad térmica de todos los materiales comunes. Estas propiedades determinan que la aplicación industrial principal del diamante sea en herramientas de corte y de pulido.
El diamante tiene características ópticas destacables. Debido a su estructura cristalina extremadamente rígida, puede ser contaminada por pocos tipos de impurezas, como el boro y el nitrógeno. Combinado con su gran transparencia (correspondiente a una amplia banda prohibida de 5,5 eV), esto resulta en la apariencia clara e incolora de la mayoría de diamantes naturales. Pequeñas cantidades de defectos o impurezas (aproximadamente una parte por millón) inducen un color de diamante azul (boro), amarillo (nitrógeno), marrón (defectos cristalinos), verde, violeta, rosado, negro, naranja o rojo. El diamante también tiene una dispersión refractiva relativamente alta, esto es, habilidad para dispersar luz de diferentes colores, lo que resulta en su lustre característico. Sus propiedades ópticas y mecánicas excelentes, combinado con una mercadotecnia eficiente, hacen que el diamante sea la gema más popular.
La mayoría de diamantes naturales se forman a condiciones de presión alta y temperatura alta, existentes a profundidades de 140 km a 190 km en el manto terrestre. Los minerales que contienen carbono proveen la fuente de carbono, y el crecimiento tiene lugar en períodos de 1 a 3,3 mil millones de años, lo que corresponde a, aproximadamente, el 25% a 75% de la edad de la Tierra. Los diamantes son llevados cerca a la superficie de la Tierra a través de erupciones volcánicas profundas por un magma, que se enfría en rocas ígneas conocidas como kimberlitas y lamproitas. Los diamantes también pueden ser producidos sintéticamente en un proceso de alta presión y alta temperatura que simula aproximadamente las condiciones en el manto de la Tierra. Una alternativa, y técnica completamente diferente, es la deposición química de vapor. Algunos materiales distintos al diamante, incluyendo a la zirconia cúbica y carburo de silicio son denominados frecuentemente como simulantes de diamantes, semejando al diamante en apariencia y muchas propiedades. Se han desarrollado técnicas gemológicas especiales para distinguir los diamantes sintéticos y los naturales, y simulantes de diamantes.



Actividad #3 El carbono tambien aparece combinado formando compuestos orgonicos e inorganicos. ¿Cuales son los principales compuestos inorganicos?

Se denomina compuesto inorgánico a todos aquellos compuestos que están formados por distintos elementos, pero en los que su componente principal no siempre es el carbono, siendo el agua el más abundante. En los compuestos inorgánicos se podría decir que participan casi la totalidad de elementos conocidos.
Mientras que un compuesto orgánico se forma de manera natural tanto en animales como en vegetales, uno inorgánico se forma de manera ordinaria por la acción de varios fenómenos físicos y químicos: electrólisis, fusión, etc. También podrían considerarse agentes de la creación de estas sustancias a la energía solar, el agua, el oxígeno.
Los enlaces que forman los compuestos inorgánicos suelen ser iónicos o covalentes
Ejemplos de compuestos inorgánicos:
• Cada molécula de cloruro de sodio (NaCl) está compuesta por un átomo de sodio y otro cloro.
• Cada molécula de agua (H2O) está compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.
• Cada molécula de amoníaco (NH3) está compuesta por un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno.
• El anhídrido carbónico se encuentra en la atmósfera en estado gaseoso y los seres vivos aerobios lo liberan hacia ella al realizar la respiración. Su fórmula química, CO2, indica que cada molécula de este compuesto está formada por un átomo de carbono y dos de oxígeno. El CO2 es utilizado por algunos seres vivos autótrofos como las plantas en el proceso de fotosíntesis para fabricar glucosa. Aunque el CO2 contiene carbono, no se considera como un compuesto orgánico porque no contiene hidrógeno
Compuestos
Óxidos
Los óxidos son compuestos que resultan de la unión de oxígeno (O2-) con cualquier elemento de la tabla periódica sea metal (óxidos básicos) o no metal (óxidos ácidos). Las nomenclaturas son las comunes, la Stock y la IUPAC.
Ejemplos de óxidos:
• Óxido de cloro (VII): Cl2O7
• Óxido de boro: B2O3
• Dióxido de carbono: CO2
• Dióxido de silicio: SiO2
Peróxidos
Los peróxidos son compuestos que resultan de la unión del grupo peróxido (-O-O- o O2-2) con un metal. En los peróxidos, el óxígeno tiene un número de oxidación o valencia -1. Se nombran utilizando el termino «peróxido» seguido del nombre del metal.
Ejemplos de peróxidos:
• Peróxido de oro (III): Au2(O2)3
• Peróxido de plomo (IV) = Pb(O2)2
• Peróxido de estaño (IV) = Sn(O2)2
• Peróxido de litio = Li2O2
Hidruros [editar]
Los hidruros son compuestos que resultan de la unión del anión hidruro (H-) con un catión metálico. Se nombran con la palabra «hidruro» seguida del nombre del metal.
Ejemplos de hidruros:
• Hidruro de litio: LiH
• Hidruro de berilio: BeH2
Sales binarias [editar]
Los ionnes son átomos o conjuntos de átomos cuya carga eléctrica no es neutra. Pueden ser cationes, si tienen carga positiva; o aniones, si su carga es negativa.
Ejemplos de sales binarias
• Cloruro de calcio: CaCl2
• Bromuro de hierro (III): FeBr3
Compuestos ternarios [editar]
Hidróxidos [editar]
Artículo principal: Hidróxido
Los hidróxidos son los resultantes de la unión de un grupo hidróxido o hidroxilo con un metal. se nombran usando el termino «hidróxido» (OH-) seguido del nombre del metal mediante la nomenclatura Stock o la IUPAC.
Ejemplos de hidróxidos:
• Hidróxido de plomo (IV): Pb(OH)4
• Hidróxido de sodio: NaOH
• Hidróxido de cobalto (III): Co(OH)3
• Hidróxido de germanio (IV): Ge(OH)4
Oxácidos [editar]
Artículo principal: Oxácido
Los oxácidos son compuestos ternarios que se forman al combinarse un ánhídrido (óxido ácido) con el agua. La mayoría de ellos responden a la fórmula general HaXbOc, donde X es ordinariamente un no-metal, aunque también puede ser un metal de transición con número de oxidación superior a 4.