Aunque el carbono forma enlaces con pocos elementos como hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, etc., los compuestos orgánicos tienen una estructura compleja debido a
I. Cateación de átomos de carbono ; Catenation es el enlace de átomos del mismo elemento en cadenas más largas. La catenificación ocurre más fácilmente en el carbono, que forma enlaces covalentes con otros átomos de carbono para formar cadenas y estructuras más largas. Esta es la razón de la presencia de la gran cantidad de compuestos orgánicos en la naturaleza.
II. Enlace covalente; Es un enlace químico que implica el intercambio de pares de electrones entre los átomos. El equilibrio estable de fuerzas atractivas y repulsivas entre los átomos cuando comparten electrones se conoce como enlace covalente.
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1. enlace covalente de enlace carbono-carbono ; Entre dos átomos de carbono, la forma más común es que el enlace simple es covalente. Un enlace compuesto por dos electrones, uno de cada uno de los dos átomos. El enlace simple carbono-carbono es un enlace sigma y se dice que se forma entre un orbital hibridado de cada uno de los átomos de carbono. En etano, los orbitales son orbitales hibridados sp3, pero se producen enlaces simples formados entre átomos de carbono con otras hibridaciones (por ejemplo, sp2 a sp2). De hecho, los átomos de carbono en el enlace simple no necesitan ser de la misma hibridación. Los átomos de carbono también pueden formar enlaces dobles en compuestos llamados alquenos o enlaces triples en compuestos llamados alquinos. Se forma un doble enlace con un orbital hibridado sp2 y un orbital p que no está involucrado en la hibridación. Se forma un triple enlace con un orbital hibridado sp y dos orbitales p de cada átomo. El uso de los orbitales p forma un enlace pi.
2. enlace covalente carbono-hidrógeno; se debe a las electronegetividades de los átomos de carbono e hidrógeno. En la molécula H2, los átomos de hidrógeno comparten los dos electrones a través de enlaces covalentes. La covalencia es mayor entre átomos de electronegatividades similares. Por lo tanto, la unión covalente no requiere necesariamente que los dos átomos sean de los mismos elementos, solo que sean de electronegatividad comparable.
3. enlace carbono-oxígeno; Es un enlace covalente entre el carbono y el oxígeno y uno de los más abundantes en química orgánica y bioquímica. El oxígeno tiene 6 electrones de valencia y prefiere compartir dos electrones en el enlace con el carbono, dejando los 4 electrones sin enlace en 2 pares solitarios: Ó: o compartir dos pares de electrones para formar el grupo funcional carbonilo. = O: Representantes simples de estos dos tipos de enlaces son el _OH en alcoholes como el etanol en bebidas y combustibles y el C = O en cetonas (así como muchos otros compuestos de carbonilo relacionados)
4. el enlace carbono-nitrógeno es un enlace covalente entre carbono y nitrógeno y es uno de los enlaces más abundantes de la química inorgánica y la bioquímica.
El nitrógeno tiene cinco electrones de valencia y en aminas simples es trivalente, con los dos electrones restantes formando un par solitario. A través de ese par, el nitrógeno puede formar un enlace adicional al hidrógeno haciéndolo tetravalente y con una carga positiva en sales de amonio. Muchos compuestos de nitrógeno pueden ser potencialmente básicos pero su grado depende de la configuración: el átomo de nitrógeno en las amidas no es básico debido a la deslocalización del par solitario en un doble enlace y en el pirrol el par solitario es parte de un sexteto aromático.
