El elemento carbono
El carbono se encuentra entre los elementos comunes que están disponibles en la superficie de la tierra y que juega un papel muy importante en la vida cotidiana. Los científicos de diferentes especializaciones estudian los carbonos en sus respectivos campos, como los ingenieros que trabajan en el desarrollo de herramientas de diamante; Los biólogos estudian los carbonos para comprender el origen de la vida.
El carbono, al igual que los otros primeros miembros de sus respectivos grupos, es peculiar de los otros miembros del grupo. Este comportamiento se observa en el carbono principalmente debido a que es:
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Pequeño tamaño del átomo
Electronegativo alto
Entalpía de alta ionización
Falta de disponibilidad de d-orbital
Debido a la disponibilidad de solo orbitales s y p, puede contener solo cuatro pares de electrones en su capa de valencia. Por lo tanto, la covalencia puede limitarse a cuatro, pero otros elementos del grupo tienen una mayor covalencia debido a la existencia de d-orbital.
Cadena
El carbono, en general, posee una capacidad exclusiva para formar un enlace π-π consigo mismo y con otros átomos cuyos tamaños son pequeños y cuya electronegatividad es alta. Por ejemplo, C = O. Otros elementos en el Grupo 14 no tienen esta capacidad ya que su orbital atómico es muy grande, lo que hace que la superposición efectiva sea muy rara y difícil.
Los átomos de carbono tienen una propiedad especial llamada cateación. Esta propiedad es exhibida por el carbono ya que tiene una debilidad para vincularse con otros átomos a través de enlaces covalentes. La cateación es una propiedad en la cual los átomos se unen para formar cadenas largas. Como resultado de la catenificación, el carbono forma anillos y cadenas. Esto es exhibido por el primer miembro del Grupo 4 principalmente debido a los fuertes enlaces CC. A medida que avanzamos por el grupo, hay una variación en el tamaño y la electronegatividad. El tamaño del átomo aumenta y la electronegatividad disminuye. Como resultado, la tendencia reduce el grupo. El orden de cateación se exhibe en el siguiente orden:
C >> Si >> Ge Sn.
El plomo no tiene la capacidad de exhibir cateación.
El carbono tiene la capacidad de mostrar formas alotrópicas debido a su propiedad de cateación y su capacidad para formar enlaces π- π. Diamante, grafito y fullerenos son los alótropos del carbono.
