Carbono en los Alimentos

CARBONO EN LOS ALIMENTOS

El carbono es un elemento único en la naturaleza ya que tiene una cualidad que los demás elementos no tienen y es formar un número muy grande de compuestos.

Una característica importante del carbono es la extensa variedad de compuestos que forma cuando se combina con hidrogeno, oxigeno, nitrógeno y otros elementos, que son la base principal de todos los seres vivos, razón por las que se les conoce como compuestos orgánicos.

Una fuente principal para la obtención de los compuestos orgánicos es el petróleo debido a su gran cantidad de derivados que se pueden extraer de esta mezcla compleja de compuestos de carbono.

Cada uno de los átomos del carbono pueden compartir hasta cuatro electrones con otros átomos, formando así largas cadenas que pueden ser lineales, cíclicas o ramificadas.

Los átomos de carbono se pueden enlazar con otros compuestos formando así una enorme variedad de compuestos; actualmente solo se conocen 2 millones de compuestos de carbono.

Ubicación en la Tabla Periódica 

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 como carburos (CaC2), óxidos (CO2), Y SALES (Na2CO3); Pero también puede formar una amplia gama de compuestos orgánicos.

Alótropos

Se puede decir que tanto el grafito y el diamante son una misma sustancia. Aunque su apariencia y sus propiedades son completamente contrarias, se trata de la misma sustancia, ya que se ha comprobado experimentalmente que ambos se encuentran formados solamente por átomos de carbono; se encuentra esta diferencia física por la forma en que sus átomos se entrelazan y se distribuyen adquiriendo estructuras diferentes.

Estructura Atómica

Hay dos modelos que se complementan para explicar la estructura atómica del carbono. El modelo de Bohr y el modelo de puntos de Lewis.

Enlaces

El metano es el compuesto más pequeño de los millones de compuestos que llegan a formarse cuando se combinan átomos de carbono e hidrógeno.

 EJERCICIO #1

Hidrocarburos

Los átomos de carbono se enlazan químicamente entre sí formando largas cadenas lineales o ramificadas, que van desde unos cuatro átomos hasta miles de ellos o bien anillos de todos los tamaños, debido a esta característica se le considera al carbono, ÚNICO EN LA NATURALEZA.

Los átomos de carbono al combinarse químicamente ya sea entre sí o con átomos de otros elementos siempre van a formar cuatro enlaces generalmente covalentes. 

EJERCICIO #2

 Formulas y Nomenclaturas

Existen varias formas de representar la estructura de los HC y cada una tiene sus propias reglas de construcción. Las más comunes son: la desarrollada, de esqueleto, de esferas y palos y condensada.

La estructura desarrollada de los HC muestra todos los enlaces que se establecen entre los átomos. La 

semidesarrollada simplifica la representación agrupando los átomos de hidrógeno de cada átomo de carbono.

DESARROLLADA

Se representan todos los átomos de carbono e hidrogeno, 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 para estructuras relativamente cortas.

DE ESQUELETO

Consiste en trazar líneas en zig-zag, donde los vértices y los extremos se representan átomos de carbono unidos mediante líneas sencillas, dobles o triples, y los hidrógenos no se representan.

DE ESFERAS Y PALOS

En este modelo los átomos son esferas compactas que se unen mostrando el acomodamiento espacial más probable de los átomos de carbono e hidrogeno.

CONDENSADA

En ésta se agrupan todos los átomos de carbono e hidrogeno, es útil para ver la composición pero no la estructura. 

EJERCICIO #3

Compuestos de 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.  

EJERCICIO #4

Isomería

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, en otras palabras, tienen la misma fórmula molecular o condensada, sin embargo, la distribución atómica de éstos es diferente, es decir, sus estructuras no son iguales.

Como ves en estas fórmulas hay cuatro átomos de carbono y 10 átomos de hidrógeno sin embargo, su estructura es diferente al cambiar la distribución de sus átomos. Estos compuestos reciben el nombre de isómeros, que tienen la misma composición atómica pero diferente formula estructural, por esto es necesario conocer la fórmula desarrollada, para saber qué tipo de compuesto es y poderlos diferenciar uno de otro.

EJERCICIO #5

Relación entre estructura de las moléculas y las propiedades de los compuestos.

Así como las formulas alotrópicas del carbono (grafito, diamante, carbono amorfo, fullereno, nonotubos) presentan diferentes propiedades, los isómeros también presentan diferentes propiedades debido a su estructura.

Actividad Final