Compuestos de carbono - Carbon compounds
Los compuestos de carbono se definen como sustancias químicas que contienen carbono . Existen más compuestos de carbono que cualquier otro elemento químico, excepto el hidrógeno . Los compuestos de carbono orgánico son mucho más numerosos que los compuestos de carbono inorgánico . En general, los enlaces de carbono con otros elementos son enlaces covalentes . El carbono es tetravalente, pero los radicales libres de carbono y los carbenos se presentan como intermedios de vida corta. Los iones de carbono son carbocationes y los carbaniones también tienen una vida corta. Una propiedad importante del carbono es la catenación como la capacidad de formar anillos y cadenas de carbono largas .
Alótropos de carbono
La química inorgánica conocida de los alótropos del carbono ( diamante , grafito y fullerenos ) floreció con el descubrimiento del buckminsterfullereno en 1985, cuando se descubrieron fullerenos adicionales y sus diversos derivados. Una de esas clases de derivados son los compuestos de inclusión , en los que un ion está encerrado por la capa completamente de carbono del fullereno. Esta inclusión se indica con el símbolo "@" en los fullerenos endoédricos . Por ejemplo, un ión que consiste en un ión de litio atrapado dentro de buckminsterfullereno se denominaría Li + @C 60 . Al igual que con cualquier otro compuesto iónico, este ion complejo podría, en principio, emparejarse con un contraión para formar una sal. También se incorporan otros elementos en los denominados compuestos de intercalación de grafito .
Carburos
Los carburos son compuestos binarios de carbono con un elemento que es menos electronegativo que él. Los más importantes son Al 4 C 3 , B 4 C , CaC 2 , Fe 3 C , HfC , SiC , TaC , TiC y WC .
Compuestos orgánicos
Alguna vez se pensó que los compuestos orgánicos solo podían ser creados por organismos vivos. Sin embargo, con el tiempo, los científicos aprendieron a sintetizar compuestos orgánicos en el laboratorio. El número de compuestos orgánicos es inmenso y el número conocido de compuestos definidos se acerca a los 10 millones. Sin embargo, teóricamente es posible un número indefinidamente grande de tales compuestos. Por definición, un compuesto orgánico debe contener al menos un átomo de carbono, pero este criterio generalmente no se considera suficiente. De hecho, la distinción entre compuestos orgánicos e inorgánicos es en última instancia una cuestión de convención, y hay varios compuestos que se han clasificado de cualquier manera, como: COCl 2 , CSCl 2 , CS (NH 2 ) 2 , CO (NH 2 ) 2 . Con el carbono unido a los metales, el campo de la química orgánica pasa a la química organometálica .
Compuestos inorgánicos
Existe una rica variedad de química del carbono que no entra en el ámbito de la química orgánica y, por lo tanto, se denomina química del carbono inorgánico .
Compuestos de carbono-oxígeno
Existen muchos óxidos de carbono ( oxocarbonos ), de los cuales los más comunes son el dióxido de carbono (CO 2 ) y el monóxido de carbono (CO). Otros óxidos menos conocidos incluyen el subóxido de carbono (C 3 O 2 ) y el anhídrido melítico (C 12 O 9 ). También existen numerosos óxidos inestables o esquivos, como el monóxido de dicarbono (C 2 O), el anhídrido oxálico (C 2 O 4 ) y el trióxido de carbono (CO 3 ).
Hay varios aniones oxocarbonos , iones negativos que consisten únicamente en oxígeno y carbono. Los más comunes son el carbonato (CO 3 2− ) y el oxalato (C 2 O 4 2− ). Los ácidos correspondientes son el ácido carbónico altamente inestable (H 2 CO 3 ) y el ácido oxálico bastante estable (H 2 C 2 O 4 ), respectivamente. Estos aniones se pueden desprotonizar parcialmente para dar el bicarbonato (HCO 3 - ) y el hidrogenoxalato (HC 2 O 4 - ). Existen otros aniones carbono-oxígeno más exóticos, como acetilendicarboxilato (O 2 C – C≡C – CO 2 2− ), melitate (C 12 O 9 6− ), escuarato (C 4 O 4 2− ) y rodizonaato ( C 6 O 6 2− ). Los anhídridos de algunos de estos ácidos son óxidos de carbono; el dióxido de carbono, por ejemplo, puede verse como el anhídrido del ácido carbónico.
Algunos carbonatos importantes son Ag 2 CO 3 , BaCO 3 , CaCO 3 , CdCO 3 , Ce 2 (CO 3 ) 3 , CoCO 3 , Cs 2 CO 3 , CuCO 3 , FeCO 3 , K 2 CO 3 , La 2 (CO 3 ) 3 , Li 2 CO 3 , MgCO 3 , MnCO 3 , (NH 4 ) 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , NiCO 3 , PbCO 3 , SrCO 3 y ZnCO 3 .
Los bicarbonatos más importantes incluyen NH 4 HCO 3 , Ca (HCO 3 ) 2 , KHCO 3 y NaHCO 3 .
Los oxalatos más importantes incluyen Ag 2 C 2 O 4 , BaC 2 O 4 , CaC 2 O 4 , Ce 2 (C 2 O 4 ) 3 , K 2 C 2 O 4 y Na 2 C 2 O 4 .
Los carbonilos son complejos de coordinación entre metales de transición y ligandos de carbonilo . Los carbonilos metálicos son complejos que se forman con el ligando neutro CO. Estos complejos son covalentes. Aquí hay una lista de algunos carbonilos: Cr (CO) 6 , Co 2 (CO) 8 , Fe (CO) 5 , Mn 2 (CO) 10 , Mo (CO) 6 , Ni (CO) 4 , W (CO) 6 .
Compuestos de carbono-azufre
Los compuestos inorgánicos de carbono y azufre importantes son los sulfuros de carbono, el disulfuro de carbono (CS 2 ) y el sulfuro de carbonilo (OCS). El monosulfuro de carbono (CS), a diferencia del monóxido de carbono, es muy inestable. Las clases de compuestos importantes son los tiocarbonatos , tiocarbamatos , ditiocarbamatos y tritiocarbonatos .
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| monosulfuro de carbono | disulfuro de carbono | sulfuro de carbonilo |
| Compuestos inorgánicos de carbono y azufre |
Compuestos de carbono-nitrógeno
Los pequeños compuestos inorgánicos de carbono y nitrógeno son el cianógeno , el cianuro de hidrógeno , la cianamida , el ácido isociánico y el cloruro de cianógeno .
| composición | Masa molar (g / mol) | Punto de ebullición ° C | Punto de fusión ° C | ||
| cianogeno | (CN) 2 |  |
52.03 | −21 | −28 |
| cianuro de hidrógeno | HCN |  |
27.03 | 25-26 | −12 - -14 |
| cianamida | CN 2 H 2 |  |
42.04 | 260 (descomp.) | 44 |
| ácido isocianico | HNCO |  |
43.03 | 23,5 | −86 |
| cloruro de cianógeno | CNCl |  |
61,47 | 13 | −6 |
| isocianato de clorosulfonilo | CNClO 3 S |  |
141,53 | 107 | −44 |
| cloruro cianúrico | (NCCl) 3 |  |
184,41 | 192 | 154 |
| Compuestos inorgánicos de carbono-nitrógeno | |||||
El paracianógeno es el producto de polimerización del cianógeno. El cloruro cianúrico es el trímero del cloruro de cianógeno y la 2-cianoguanidina es el dímero de la cianamida.
Otros tipos de compuestos inorgánicos incluyen las sales inorgánicas y los complejos de los iones cianuro , cianato , fulminato , tiocianato y cianamida que contienen carbono . Ejemplos de cianuros son cianuro de cobre (CuCN) y cianuro de potasio (KCN), ejemplos de cianatos son cianato de potasio (KNCO) y cianato de plata (AgNCO), ejemplos de fulminatos son fulminato de plata (AgOCN) y fulminato de mercurio (HgOCN) y un ejemplo de un tiocianato es el tiocianato de potasio (KSCN).
Haluros de carbono
Los haluros de carbono comunes son tetrafluoruro de carbono (CF 4 ), tetracloruro de carbono (CCl 4 ), tetrabromuro de carbono (CBr 4 ), tetrayoduro de carbono (Cl 4 ) y una gran cantidad de otros compuestos de carbono- halógeno .
Carboranos
Un carborano es un grupo compuesto por átomos de boro y carbono como H 2 C 2 B 10 H 10 ....
Aleaciones
Hay cientos de aleaciones que contienen carbono. La más común de estas aleaciones es el acero , a veces llamado " acero al carbono " (ver Categoría: Aceros ). Todos los tipos de acero contienen cierta cantidad de carbono, por definición, y todas las aleaciones ferrosas contienen algo de carbono.
Algunas otras aleaciones comunes que se basan en hierro y carbono incluyen hierro antracita , hierro fundido , arrabio y hierro forjado .
En usos más técnicos, también hay spiegeleisen , una aleación de hierro, manganeso y carbono; y estelita , una aleación de cobalto , cromo , tungsteno y carbono.
Ya sea que se haya colocado allí deliberadamente o no, también se encuentran algunos rastros de carbono en estos metales comunes y sus aleaciones: aluminio , cromo , magnesio , molibdeno , niobio , torio , titanio , tungsteno, uranio , vanadio , zinc y circonio . Por ejemplo, muchos de estos metales se funden con coque , una forma de carbono; y el aluminio y el magnesio se fabrican en celdas electrolíticas con electrodos de carbono. Es inevitable cierta distribución de carbono en todos estos metales.
Referencias
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