¿Cuántos electrones de valencia tiene el carbono?

El carbono es el sexto elemento de la tabla periódica. También constituye el primer elemento del grupo 14. La masa atómica del carbono es 12,0096. Su símbolo es “C”. A través de los electrones de valencia, el carbono participa en la formación de enlaces.

El carbono es el decimoquinto elemento más abundante en la corteza terrestre y el cuarto en el universo en términos de masa, después del hidrógeno, el helio y el oxígeno. Por su abundancia y sustancias orgánicas únicas, es un elemento común en toda la vida conocida. Es el segundo en el cuerpo humano, con un 18,5%, después del oxígeno.

Historia

Los humanos conocen el carbono desde la antigüedad, a diferencia de otros elementos. El carbono fue utilizado por los antiguos sumerios y egipcios para reducir diferentes metales ya en el año 3750 a. El carbono se usó hasta 1789, cuando Antoine Lavoisier hizo la primera lista de él como elemento. Se han descubierto muchas otras formas de carbono, incluidos el grafito y el grafeno, así como el fullereno. Fullerene fue galardonado con el Premio Nobel de Química en 1996 a Robert Curl y Sir Harold Kroto. El carbono todavía se está estudiando activamente y juega un papel importante en todas las áreas de la química.

usos

La propiedad única del carbono para formar cadenas unidas fuertes no tiene igual entre los elementos. Esta capacidad está sellada por átomos de hidrógeno. Estos hidrocarburos se utilizan más comúnmente para combustibles. Se pueden extraer de combustibles fósiles como el petróleo, el carbón y el gas natural. Una fracción pequeña pero significativa de este hidrocarburo se utiliza para producir polímeros, pinturas, solventes, plásticos y otros productos en la industria petroquímica.

La fundición de metales utiliza carbono impuro en forma de coque (del carbón) y carbón vegetal (de la madera). Es especialmente importante para las industrias del hierro y el acero. La fibra de carbono es un material fuerte pero ligero que tiene muchas aplicaciones. La fibra de carbono se utiliza en raquetas de tenis, esquís, cañas de pescar y cohetes. El grafito se puede utilizar para fabricar lápices, cepillos para motores eléctricos y revestimientos de hornos. El carbón activado se puede utilizar para purificar y filtrar. Se puede encontrar en campanas extractoras de cocina y respiradores.

Los descubrimientos recientes de nanotubos de carbono, fullerenos y láminas de grafeno del grosor de un átomo han revolucionado el desarrollo de hardware en la industria electrónica y en la nanotecnología. Para perforar y cortar rocas, se pueden usar diamantes industriales. Las superficies protectoras, como hojas de afeitar, se pueden proteger con películas de diamante.

Posición del Carbono en la tabla periódica

Las propiedades nucleares

Hay dos isótopos de carbono estables: carbono-12 (que es el 98,93% del carbono natural) o carbono-13 (1,07%). Existen 14 isótopos de carbono radiactivos, pero el carbono-14 tiene la vida media más larga con 5.730 + 40 años.

El peso atómico se usa como presuperíndice del símbolo del elemento y el número atómico se usa como subíndice. Así, el isótopo de carbono-12 se representa como ¹² C. El isótopo de carbono-13, uno de los nucleidos estables, es particularmente interesante porque su giro nuclear responde a un dispositivo llamado espectrómetro de resonancia magnética nuclear. Esto es útil para investigar la estructura molecular de compuestos unidos covalentemente que contienen carbono. Este isótopo también se puede usar para marcar compuestos que estarán sujetos a análisis de espectrometría de masas, que es otra herramienta que se usa ampliamente para identificar átomos o moléculas.

Abundancia natural

El carbono se puede encontrar en el sol, así como en otras estrellas. Se forma a partir de los restos de una supernova. Se crea por fusión nuclear en estrellas más grandes. El grafito se puede encontrar en muchos lugares. Algunos meteoritos contienen cristales microscópicos que pueden usarse como diamantes.

El mineral kimberlita es una fuente de diamantes naturales. Se puede encontrar en Rusia, Botswana y la República Democrática del Congo, así como en Canadá. Se encuentra en las atmósferas de muchos planetas, más comúnmente como dióxido de carbono. La concentración atmosférica de dióxido de carbono es de 390 ppm en la Tierra y este número va en aumento.

El elemento carbono en la química orgánica

La química orgánica, uno de los subcampos más importantes de la química, se basa completamente en el elemento carbono. El carbono puede formar enlaces fuertes con otros átomos de carbono. Esto lo convierte en uno de los bloques de construcción más importantes para los compuestos orgánicos. El carbono también puede formar enlaces con otros elementos como el oxígeno, el nitrógeno o el hidrógeno. Estos enlaces son la base de los grupos funcionales que permiten la creación de muchos compuestos, desde productos farmacéuticos hasta colorantes.

papel biológico

El carbono es vital para nuestra existencia. Debido a que puede formar muchas cadenas diferentes con diferentes longitudes, el carbono es esencial para la vida. Alguna vez se creyó que las moléculas de materia viva a base de carbono solo podían obtenerse de organismos vivos. Se creía que tenían una ‘chispa de por vida’. En 1828, sin embargo, la urea se sintetizó a partir de productos químicos inorgánicos y se fusionaron las ramas orgánica e inorgánica de la química.

Los organismos vivos que no realizan la fotosíntesis deben depender de otros seres vivos para obtener moléculas de carbono. Sus sistemas digestivos convierten los carbohidratos en monómeros, que luego pueden usar para crear sus propias estructuras celulares. Estas reacciones son impulsadas por la respiración. La respiración es el proceso por el cual el oxígeno reacciona con los carbohidratos para producir dióxido de carbono y agua. Esta reacción libera energía que está disponible para las células.

¿Cuáles son los electrones de valencia en el carbono?

Los electrones de valencia son el número total de electrones que se encuentran en la última capa siguiendo la configuración electrónica del carbono. El número total de electrones en una órbita dada se llama electrón de valencia. Las propiedades de un elemento están determinadas por los electrones de valencia. También participan en los lazos de formación.

La configuración electrónica del carbono indica que la última capa de carbono tiene cuatro electrones. Este sitio tiene un artículo que explica la configuración electrónica del carbono. Puedes leerlo si lo deseas.

¿Qué número de electrones, protones y neutrones contiene el átomo de carbono (C)?

El núcleo se puede encontrar en el medio de un átomo. El núcleo es el hogar de protones y neutrones. El número atómico del carbono (C) es 6. El número de protones se llama número atómico. Seis protones se encuentran en el carbono. El núcleo contiene una capa de electrones que es igual a seis protones. Un átomo de carbono puede tener seis electrones.

La diferencia entre el número de átomos y el número de masas atómicas es lo que determina el número de neutrones en un elemento. Esto significa que número de neutrones (n),= = masa atómica (A) + número atómico (Z).

Sabemos que los números atómicos del carbono son 6 y 12. Neutrón (n) = 12 – 6 = 6. El número de neutrones que se encuentran en el carbono (C), por lo tanto, es 6.

La valencia es la capacidad de un átomo de un elemento químico para formar un cierto número de enlaces químicos con otros átomos. Toma valores del 1 al 8 y no puede ser igual a 0. Está determinado por la cantidad de electrones de un átomo gastados para formar enlaces químicos con otro átomo. La valencia es un valor real. Los valores numéricos de valencia se indican con números romanos (I,II, III, IV, V, VI, VII, VIII).

¿Cómo se puede saber el número de neutrones de valencia en un átomo de carbono?

Estos son los pasos para determinar el electrón de valencia. Uno de ellos es la configuración electrónica. Sin una configuración electrónica, es imposible determinar la valencia de cualquier elemento. Es fácil determinar la valencia de cualquier elemento conociendo la configuración electrónica. Lo puedes encontrar aquí. Este artículo se centra en la configuración electrónica del carbono.

Sin embargo, es posible identificar los electrones de valencia colocando los electrones de acuerdo con el principio de Bohr. Ahora aprenderemos cómo identificar el electrón de valencia en el carbono.

Los términos ” grado de oxidación ” y ” valencia ” pueden no ser los mismos, pero son numéricamente casi idénticos. La carga condicional del átomo de un átomo se llama estado de oxidación. Puede ser positivo o negativo. La valencia se refiere a la capacidad de un átomo para formar enlaces. No puede tener un valor negativo.

Cálculo del número de electrones presentes en el carbono (C)

Primero, debemos saber cuántos electrones hay en cada átomo de carbono. Necesita saber cuántos protones hay en el carbono para determinar la cantidad de electrones. Para saber el número de protones en el carbono, debes conocer su número atómico. Se requiere una tabla periódica para determinar el número atómico. La tabla periódica contiene la información necesaria para determinar el número atómico de los elementos de carbono.

El número de protones se llama número atómico. El núcleo también contiene electrones que son iguales a los protones. Esto significa que los electrones son iguales a los números atómicos de los átomos de carbono. El número atómico del carbono se puede ver en la tabla periódica en 6. Esto significa que un átomo de carbono puede tener seis electrones.

1.  La valencia es una característica numérica de la capacidad de los átomos de un elemento dado para unirse con otros átomos.
2. La valencia del hidrógeno es constante e igual a uno.
3. La valencia del oxígeno también es constante e igual a dos.
4. La valencia de la mayoría de los otros elementos no es constante. Se puede determinar por las fórmulas de sus compuestos binarios con hidrógeno u oxígeno.

Deberá realizar la configuración electrónica del carbono (C)

Paso importante 2 Este paso consiste en organizar los electrones de carbono. Los átomos de carbono contienen seis electrones. La estructura electrónica del carbono muestra que hay cuatro electrones en la capa L y dos en la capa K.

Esto significa que la primera capa de carbono contiene dos electrones y la segunda tiene cuatro. A través de la suborbita, la configuración electrónica del carbono es 1s ²  2s ²  2p ² .

Calcular el total de electrones y determinar la capa de valencia.

El tercer paso es determinar el valor. La capa de valencia es la última capa después de la configuración electrónica. Un electrón de valencia es la suma de todos los electrones que se encuentran en una capa de valencia. La configuración electrónica del carbono indica que la última capa de carbono tiene cuatro electrones (2s ²  2p ² ). Por lo tanto, los electrones de valencia del carbono son cuatro.

Por electrones de valencia, formación de compuestos de carbono.

A través de sus electrones de valencia, el carbono participa en la formación de enlaces. Sabemos que el carbono tiene cuatro electrones de valencia. Este electrón de valencia está involucrado en la formación de enlaces con otros elementos.

Los átomos de carbono crean enlaces al compartir electrones y átomos de hidrógeno. La configuración electrónica del hidrógeno demuestra que el hidrógeno solo tiene un electrón. Al compartir electrones, cuatro átomos de hidrógeno y un átomo de carbohidrato crean metano (CH ₄ ).

El resultado es que el átomo de carbono ha completado su octava y ahora adquiere la configuración electrónica del neón. El hidrógeno, por otro lado, adquiere la configuración electrónica del helio. El enlace covalente permite que un átomo de carbono comparta electrones con cuatro moléculas de hidrógeno para producir metano (CH ₄ ).

Las propiedades iónicas de los átomos de carbono.

La configuración electrónica de los átomos de carbono es 1s ²  2s ²  2p ² .  Un elemento aniónico es el carbono. Un anión es un elemento de carga neutra que recibe un electrón para convertirlo en un ion negativo. La última órbita de un átomo de carbono tiene cuatro electrones. Primero, el átomo de carbono toma 2 electrones. Entonces se necesitan 2 electrones más para llenar la octava.

Los átomos de carbono pueden tomar electrones para convertirse en iones negativos. Por lo tanto, el carbono es un elemento anión.

¿Cuál es la valencia del carbono (C)?

La valencia (o valencia) es la capacidad del átomo de un elemento para unirse a otro átomo en la formación de una molécula. La valencia es el número de electrones desapareados que se encuentran en la última órbita de un elemento. Sabemos que la configuración electrónica de un átomo de carbono suele ser 1s ²  2s ²  2p ² .

La configuración electrónica de un elemento en su estado excitado determina su valor. C*(6) es la configuración electrónica del carbono en estado excitado. Es C*(6) = 1s ²  2s ²  2p _x ¹  2p _y ¹ .  Esta configuración electrónica del carbono muestra dos electrones desapareados. La valencia del átomo de carbono en este caso es 2.

La configuración electrónica del carbono puede volver a cambiar si el átomo de carbono se excita más allá de este límite. C*(6) es la segunda configuración electrónica de un átomo de carbono cuando se encuentra en un estado excitado. Es C*(6) = 1s ²  2s ¹  2p _x ¹  2p _y ¹  2p _z ¹ .  El átomo de carbono contiene 4 electrones desapareados. En este ejemplo, la valencia del átomo de carbono sería 4.

La última configuración electrónica del átomo de carbono (C) indica que hay un número máximo de electrones desapareados en un átomo de carbono.

Por lo tanto, la valencia de un átomo de carbono es 4. Por lo tanto, la valencia de los átomos de carbono es 2, 4.

Hechos

• Símbolo atómico (en la tabla periódica de elementos: C.
• Número atómico (número de protones en el núcleo). 6.
• 12.0107 es la masa promedio del peso atómico de un átomo.
• Los isótopos más comunes son el carbono-12 (6 protones, 6 neutrones y 6 electrones) y el carbono-13 (6 prototones, 7 neutrones y 6 electrones).
• 2,2670 gramos por centímetro cúbico.
• Punto de fusión: 6422 grados Fahrenheit (3550 grados Celsius).
• Punto de ebullición: 6.872 F (3.800 C) (sublimación).
• Fase a temperatura ambiente : Sólido.
• Hay 15 isótopos en total. Hay dos isótopos estables. Estos son átomos con diferente número de neutrones.

Referencias:

• Tiwari, SK, et al. “Investigación sobre el grafeno y sus resultados: estado y perspectivas”, Journal of Science: Advanced Materials and Devices, vol. 5, núm. 1, 10-29, marzo 2020.
• Savvatimskiy, A (2005). “Mediciones del punto de fusión del grafito y las propiedades del carbón líquido (una revisión de 1963-2003)”.
• Dresselhaus, MS; Dresselhaus, G.; Avouris, Ph., eds. (2001). Nanotubos de carbono: síntesis, estructuras, propiedades y aplicaciones . Temas de Física Aplicada .
• Haaland, D (1976). “Presión del punto triple grafito-líquido-vapor y la densidad del carbono líquido”.