El carbono en los alimentos.
Propiedades del carbono.
El carbono es un elemento único y muy común en la naturaleza ya que tiene la característica que no presentan el resto de elementos que existen en nuestro entorno. Se encuentra libre en la corteza terrestre en diferentes formas alotrópicas y también formando compuestos presentes en diversos minerales. En la atmósfera podemos hallarlo en el dióxido y monóxido de carbono.
Una característica importante del carbono es la extensa variedad de compuestos que tiene por la cualidad de formar un número muy grande de compuestos, debido a sus cuatro electrones que puede compartir, las cuales puede formar largas cadenas lineales, ramificadas o formar anillo.
También tiene las propiedad de formar extensos compuestos cuando se combina con hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros elementos y se les conoce como compuestos orgánicos. Actualmente se conocen mas de 2 millones de compuestos de carbono, los cuales pueden ser mas.
En la tabla periódica, el carbono es el primer elemento de la familia IV A de los elementos representativos y es un no metal. Se une químicamente con otros elementos para formar compuestos inorgánicos o compuestos orgánicos.
A las diferentes estructuras de sustancias con el mismo tipo de átomos se les conoce como formas alotrópicas. Los alótropos del carbono son los que se encuentran formados solamente por átomos de carbono, pero, en la forma en que sus átomos se entrelazan y se distribuyen adquiriendo estructuras diferentes que establecen formas y características distintas. El diamante y el grafito son dos de los alótropos mas abundantes del carbono.
Una característica importante del carbono es la extensa variedad de compuestos que tiene por la cualidad de formar un número muy grande de compuestos, debido a sus cuatro electrones que puede compartir, las cuales puede formar largas cadenas lineales, ramificadas o formar anillo.
También tiene las propiedad de formar extensos compuestos cuando se combina con hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros elementos y se les conoce como compuestos orgánicos. Actualmente se conocen mas de 2 millones de compuestos de carbono, los cuales pueden ser mas.
En la tabla periódica, el carbono es el primer elemento de la familia IV A de los elementos representativos y es un no metal. Se une químicamente con otros elementos para formar compuestos inorgánicos o compuestos orgánicos.
A las diferentes estructuras de sustancias con el mismo tipo de átomos se les conoce como formas alotrópicas. Los alótropos del carbono son los que se encuentran formados solamente por átomos de carbono, pero, en la forma en que sus átomos se entrelazan y se distribuyen adquiriendo estructuras diferentes que establecen formas y características distintas. El diamante y el grafito son dos de los alótropos mas abundantes del carbono.
Modelo atómico según: Modelo atómico según:
Los enlaces que mayormente forma el carbono son covalentes que se pueden formar entre los átomos mediante la compartición de electrones. Cada enlace covalente se forma con un par de electrones de cada átomo que se unen. La manera que se representan es por medio de lineas entre los dos elementos.
Los átomos de carbono se entrelazan entre si formando largas cadenas lineales o ramificadas, las cuales puede tener millones de átomos, debido a esta característica el carbono es único en la naturaleza y esta propiedad es llamada concatenación. los átomos de carbono al combinarse químicamente siempre van a formar cuatro enlaces,generalmente covalentes. Los enlaces carbono-carbono pueden ser simples, dobles o triples.
Hidrocarburos: Son enlaces covalentes de átomos de carbono e hidrógeno (HC) y se clasifican en alifáticos y aromáticos.
Alifáticos: Son hidrocarburos de cadenas abiertas o cerradas y se clasifican en saturados e insaturados dependiendo de la cantidad de átomos de hidrógeno y está determinado por las uniones carbono-carbono, simples (alcanos), dobles (alquenos) y triples (alquinos).
Aromáticos: Son hidrocarburos cíclicos que contienen la estructura básica del benceno, C6H6
Hidrocarburos saturados:Los HC saturados son aquellos compuestos que tienen el máximo de átomos de hidrógeno en su estructura molecular, estos compuestos solamente presentan enlaces sencillos; también son llamados Alcanos o parafinas.
Hidrocarburos insaturados: Los HC insaturados son aquellos compuestos que tienen al menos un enlace doble o triple entre los átomos de carbono que los forman,debido a esto los enlaces agotan las posibilidades de enlazarse con el hidrógeno. La cantidad de átomos de hidrógeno que tienen los HC insaturados es siempre menor al número de átomos de C. De esta forma, los HC saturados se subdividen en Alquenos y Alquinos.
Alcanos: Son aquellos HC que sólo presentan enlaces covalentes simples, pueden ser cadenas abiertas o cerradas, ramificadas o lineales.
Alquenos: Son hidrocarburos que en su composición tienen menos átomos de hidrógeno y en su estructura se encuentra por lo menos un enlace doble; también son llamados olefinas.
Alquinos: Son HC que en su estructura se encuentra por lo menos un enlace triple, también son llamados acetilénicos.
Hidrocarburos lineales: Si los hidrocarburos están constituidos por una sola cadena de átomos de carbono, ya sea abierta o cíclica, se clasifica como lineal;se aprecia mejor en sus fórmulas semidesarrolladas.
Hidrocarburos ramificados: En los hidrocarburos ramificados, la cadena de mayor número de átomos de carbono es considerada como la cadena principal y las cadenas adicionales se consideran ramificaciones. En un hidrocarburo cíclico toda cadena adicional a éste se considera una ramificación.
Formulas.
Existen varias formas de representar las estructuras de los HC y cada una tiene sus propias reglas de construcción. Las más comunes son: la desarrollada, la semidesarrollada, de esqueleto, de esferas y palos, y condensada.Desarrollada: Se representan todos los átomos de carbono e hidrógeno, así como sus enlaces, en una estructura plana.
Semidesarrollada: Se agrupan los hidrógenos al átomo de carbono con el que se encuentran enlazados, esto se hace con cada átomo de carbono.
De esqueleto: Consiste en trazar líneas en zig-zag, donde los vértices y los extremos representan átomos de carbono unidos mediante líneas sencillas, dobles o triples, y los hidrógenos no se representan.
Esfera y Palos: los átomos son esferas compactas que se unen mostrando el acomodamiento espacial más probable de los átomos de carbono e hidrógeno.
Condensada: En ésta se agrupan todos los átomos de carbono e hidrógeno, es útil para ver la composición pero no la estructura.
Nomenclaturas.
El número de átomos de carbono que contienen las moléculas de los HC está relacionado con su nombre, de acuerdo a la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) se deben utilizar las raíces griegas para indicar el número de átomos que forman una cadena o una ramificación.
Para nombrar un HC lineal de cadena abierta:1.- Se cuenta el número de átomos de carbono y se elige la raíz griega correspondiente.2.- Se identifica el tipo de enlaces que hay; sencillo, doble o triple; para dar la terminación del nombre.3.- Si hay enlace doble o triple, se enumeran los átomos de carbono asignándole la menor posición al enlace múltiple.4.- Se nombra el HC empezando por la posición del enlace doble o triple y posteriormente se escribe el nombre de la cadena principal.
Para nombrar un HC de cadena abierta ramificada:1.-Se cuenta el número de átomos de carbono de la cadena más larga y, en su caso, que contenga el enlace doble o triple, se enumeran los átomos de carbono asignándole la menor posición al enlace múltiple para asignarle nombre a la cadena principal.2.-Se identifican las ramificaciones y el número de átomos de carbono que las forman para asignarles nombre, se utilizan las mismas raíces griegas pero se les da terminación - il3.-Se nombra la estructura enlistando las ramificaciones en orden alfabético indicando su posición, y posteriormente se nombra la cadena principal.
Compuestos del carbono.
El carbono puede formar una amplia gama de compuestos enlazándose con otros elementos además del hidrógeno, de esta forma es posible encontrarlo formando compuestos con oxígeno, con nitrógeno o con azufre, o bien, con diferentes elementos a la vez.Ejemplo: Vitamina B1. Tiene acción benéfica sobre el sistema nervioso y la actitud mental. Favorece el crecimiento y ayuda a la digestión de carbohidratos y lípidos, entre otras funciones. Su estructura es la responsable de tales propiedades.
Otros ejemplos de estructuras entre carbono y otros elementos son las estructuras básicas de la macromolécula de ADN. El ADN (ácido desoxirribonucleico) contiene la información genética (el color de la piel, del cabello, de los ojos, etc). Esta información es transmitida a las células que fabrican las proteínas a través de otra macromolécula, el ARN (ácido ribonucleico), que es muy semejante al ADN. Estas dos macromoléculas tienen como componentes básicos.
Isomeria.
El carbono al unirse a otros átomos de carbono produce una gran variedad de compuestos. A partir de 4 átomos de carbono podemos encontrar dos o más compuestos con la misma cantidad de átomos, (tienen la misma fórmula molecular o condensad), pero sus estructuras no son iguales.Ejemplo: la fórmula condensada del butano C4H10 puede representar a cualquiera de las dos estructuras siguientes:
Los compuestos que reciben el nombre de isómeros, son aquellos que tienen la misma composición atómica pero diferente fórmula estructural, por esto es necesario conocer la fórmula desarrollada o semidesarrollada, para saber qué tipo de compuesto es y poderlo diferenciar del otro, además la estructura podrá ayudar a explicar mejor las propiedades de cada isómero.
Estructura- Propiedad.
Relación entre estructura de las moléculas y las propiedades de los compuestos.
Así como las formas alotrópicas del carbono presentan diferentes propiedades, los isómeros también presentan diferentes propiedades debido a su estructura.
Ejemplo: cuadro comparativo de los Isómeros C5H12, dónde puedes apreciar que es lo que sucede cuando aumenta el número de ramificaciones en la estructura,
Se puede concluir que los isómeros del C5H12 presentan la misma composición, pero diferente estructura y que la estructura de los isómeros determina las propiedades físicas y químicas.
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