Actividad 5: Propiedades específicas del carbono según la tabla periódica

En la tabla periódica, el carbono aparece en el periodo 2 y el grupo 14 (IVA). Su número atómico es Z = 6.

1. El número atómico equivale al número de protones del núcleo: Z = N_{p} = 6.
2. En un átomo neutro, el número de electrones coincide con el número de protones: N_{e} = N_{p} = 6.
3. Por lo tanto, el carbono neutro posee 6 protones, 6 neutrones (en su isótopo más común ^{12}\mathrm{C}: A - Z = 12 - 6 = 6) y 6 electrones.

1. El carbono tiene tres isótopos naturales: ^{12}\mathrm{C}, ^{13}\mathrm{C} y ^{14}\mathrm{C}.
2. Todos poseen 6 protones (definen el elemento); varía el número de neutrones: ^{12}\mathrm{C} tiene 6, ^{13}\mathrm{C} tiene 7 y ^{14}\mathrm{C} tiene 8.
3. ^{12}\mathrm{C} es el más abundante y se usa como patrón de masa atómica (exactamente 12 u); ^{13}\mathrm{C} constituye cerca del 1{,}1\% y ^{14}\mathrm{C} es radiactivo (se usa en datación por radiocarbono).

1. Con Z = 6, los electrones se distribuyen según el orden de llenado 1s, 2s, 2p.
2. Los 6 electrones se ubican como: 1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{2}.
3. La capa más externa (capa de valencia) es la n = 2: contiene 2 + 2 = 4 electrones.

1. El carbono posee 4 electrones de valencia y necesita 4 electrones más para completar su capa externa (regla del octeto, 4 + 4 = 8).
2. Tampoco gana 4 electrones ni cede 4 electrones fácilmente: la ganancia o cesión completa de 4 electrones es energéticamente desfavorable.
3. Por eso, el carbono forma 4 enlaces covalentes compartiendo sus 4 electrones (por ejemplo, en el metano, \mathrm{CH}_{4}), alcanzando una configuración de gas noble y una gran estabilidad.
4. Esta capacidad de formar 4 enlaces explica la enorme cantidad de compuestos que forma el carbono (química orgánica).