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Enlaces del carbono: cantidad de electrones compartidos y estructura tetraédrica

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Respuesta rápida

e) Simple: 2 e⁻ (1 par); doble: 4 e⁻ (2 pares); triple: 6 e⁻ (3 pares). 6) El carbono tiene 4 e⁻ de valencia que forman 4 orbitales híbridos $sp^{3}$ apuntados a los vértices de un tetraedro, con ángulos de $109{,}5^{\circ}$ .

📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 3 min lectura

Solución — Página 92

Quimica 2° · 2024

Ejercicio e

Completo la cantidad de electrones que el carbono comparte en cada tipo de enlace.

El carbono tiene 4 electrones de valencia ( $1s^{2}2s^{2}2p^{2}$ ), por lo que forma cuatro enlaces para completar su octeto. En cada enlace covalente los dos átomos comparten uno o más pares de electrones.

Enlace simple (C–C): cada carbono aporta 1 electrón, se comparte 1 par = 2 electrones.
Enlace doble (C=C): cada carbono aporta 2 electrones, se comparten 2 pares = 4 electrones.
Enlace triple (C≡C): cada carbono aporta 3 electrones, se comparten 3 pares = 6 electrones.
Comprobación del octeto en el metano (CH $_4$ ): el carbono forma 4 enlaces simples, compartiendo 4 $imes$ 2 = 8 electrones, y así alcanza la configuración del gas noble vecino (Ne).

Tipo de enlace	Pares compartidos por cada átomo	Electrones compartidos por cada átomo	Electrones compartidos en total
Simple C–C	1	1	2
Doble C=C	2	2	4
Triple C≡C	3	3	6

Respuesta

En el enlace simple el carbono comparte 2 electrones; en el doble, 4 electrones; en el triple, 6 electrones.

Ejercicio 6

Grafico la estructura del carbono con sus electrones de valencia y respondo por qué a esa estructura se la llama tetraédrica.

Parte 6.a

Grafico de la estructura del carbono

Configuración electrónica del carbono: $1s^{2}2s^{2}2p^{2}$ . En la capa de valencia (nivel $n=2$ ) hay 4 electrones: dos en el orbital $2s$ y dos en dos orbitales $2p$ distintos.

Núcleo
   C  (Z = 6)
   ├── n = 1:  1s²        → 2 e⁻
   └── n = 2:  2s² 2p¹ 2p¹ 2p⁰  → 4 e⁻ de valencia (•)

         2s     2pₓ    2p_y    2p_z
         ▯      ▯      ▯       ▯
         ••     •      •

Al hibridar ( $sp^{3}$ ), el carbono forma 4 enlaces idénticos hacia los átomos que lo rodean:

          H
          |
    H ─── C ─── H
          |
          H

Parte 6.b

¿Por qué se llama tetraédrica?

El carbono tiene 4 electrones de valencia y tiende a formar 4 enlaces para cumplir la regla del octeto.
Los 4 electrones de valencia, inicialmente en orbitales $2s$ y $2p$ , se hibridan formando cuatro orbitales $sp^{3}$ equivalentes, repelidos lo máximo posible entre sí (principio de repulsión entre pares de electrones, VSEPR).
La geometría que maximiza la separación entre 4 pares de electrones alrededor de un mismo centro es el tetraedro regular.
Por eso los 4 enlaces del carbono apuntan hacia los vértices de un tetraedro, con un ángulo de enlace de $109{,}5^{\circ}$ y longitudes de enlace iguales.

Respuesta

Se llama tetraédrica porque los 4 pares de electrones de valencia del carbono, tras la hibridación $sp^{3}$ , se orientan hacia los cuatro vértices de un tetraedro regular, formando ángulos de $109{,}5^{\circ}$ entre sí.

Contenido de la página

e) Completo la cantidad de electrones que el carbono comparte en cada tipo de enlace

El carbono posee 4 electrones de valencia ( $1s^{2}2s^{2}2p^{2}$ ) y comparte electrones con otros átomos hasta alcanzar ocho electrones.

Tipo de enlace	Pares compartidos	Electrones compartidos
Simple C–C	1	2
Doble C=C	2	4
Triple C≡C	3	6

6. Estructura del carbono

Configuración del carbono (Z = 6): $1s^{2}2s^{2}2p^{2}$ ; la capa de valencia tiene 4 electrones.

¿Por qué tetraédrica? El carbono forma cuatro enlaces equivalentes tras hibridar sus orbitales $2s$ y $2p$ en cuatro orbitales $sp^{3}$ . Según VSEPR, los cuatro pares de electrones se repelen mutuamente y se disponen hacia los vértices de un tetraedro regular, con ángulos de enlace de $109{,}5^{\circ}$ .

Tablas (2)

Tipo de enlace	Pares compartidos	Electrones compartidos	Ejemplo
Simple	1	2	C–C (etano)
Doble	2	4	C=C (eteno)
Triple	3	6	C≡C (etino)

Característica	Valor
Símbolo	C
Número atómico (Z)	6
Configuración electrónica	1s²2s²2p²
Electrones de valencia	4
Enlaces que forma	4
Geometría	Tetraedro
Ángulo de enlace	109,5°

Diagramas (2)

flowchart TB
  subgraph valencia[Capa de valencia del carbono]
    direction LR
    s["2s: ↑↓"]
    px["2pₓ: ↑"]
    py["2p_y: ↑"]
    pz["2p_z: vacío"]
  end
  s --- px --- py --- pz
  valencia -->|Hibridación sp³| h1["sp³: ↑"]
  h1 --- h2["sp³: ↑"]
  h2 --- h3["sp³: ↑"]
  h3 --- h4["sp³: ↑"]
  h1 --- h5["→ Vértice 1"]
  h2 --- h6["→ Vértice 2"]
  h3 --- h7["→ Vértice 3"]
  h4 --- h8["→ Vértice 4"]
  h5 --- h6 --- h7 --- h8

sequenceDiagram
  participant C como Carbono
  participant O como Otro átomo
  Note over C: 4 e⁻ de valencia
  C->>O: 1 par compartido (enlace simple)
  Note over C,O: 2 e⁻ compartidos
  C->>O: 2 pares compartidos (doble)
  Note over C,O: 4 e⁻ compartidos
  C->>O: 3 pares compartidos (triple)
  Note over C,O: 6 e⁻ compartidos

Fórmulas y ecuaciones

Enlace simple = 2 electrones compartidos (1 par)

Enlace doble = 4 electrones compartidos (2 pares)

Enlace triple = 6 electrones compartidos (3 pares)

Ángulo de enlace tetraédrico = 109,5°

$1s^{2}2s^{2}2p^{2}$

4\ $\text{e}$ ^-\ $\text{de valencia}$

$\text{C}$ + 4\ $\text{e}$ ^- $\rightarrow$ $\text{C}$ $^{4-}\$ $\text{(regla del octeto)}$

$\angle_{$ $\text{tetraedro}$ } = $109{,}5^{\circ}$

$\text{C:C (1 par)}$ = 2\ $\text{e}$ ^-;\ $\text{C:C (2 pares)}$ = 4\ $\text{e}$ ^-;\ $\text{C:C (3 pares)}$ = 6\ $\text{e}$ ^-

4\ $\text{orbitales}$ \ $sp^{3}\$ $\text{equivalentes}$

Glosario (6)

Electrón de valencia: Electrón de la capa más externa de un átomo, responsable de la formación de enlaces químicos.
Enlace covalente simple: Enlace en el que dos átomos comparten un par de electrones (2 electrones en total).
Enlace covalente doble: Enlace en el que dos átomos comparten dos pares de electrones (4 electrones).
Enlace covalente triple: Enlace en el que dos átomos comparten tres pares de electrones (6 electrones).
Tetraedro regular: Sólido de cuatro caras triangulares equiláteras; sus ángulos de enlace son de 109,5°.
Hibridación sp3: Mezcla de un orbital 2s y tres orbitales 2p para formar cuatro orbitales equivalentes.

Preguntas para practicar

¿Por qué a la estructura del carbono se la llama tetraédrica?

Porque el carbono posee cuatro electrones de valencia que, tras la hibridación sp³, forman cuatro orbitales idénticos que se repelen entre sí y se orientan hacia los cuatro vértices de un tetraedro regular, con ángulos de 109,5° entre los enlaces.

¿Qué significa la configuración electrónica 1s²2s²2p² del carbono?

Significa que el átomo de carbono (Z = 6) tiene dos electrones en el orbital 1s, dos en el 2s y dos, uno por cada orbital p, en los orbitales 2pₓ y 2p_y; de ahí sus cuatro electrones de valencia.

Temas y conceptos clave

Electrones de valencia del carbonoTipos de enlace covalente y electrones compartidosEstructura tetraédrica del carbonoHibridación sp3electrón de valenciaenlace covalente simple, doble y triplepar de electrones compartidosregla del octetohibridación sp3geometría tetraédricaángulo de enlace 109,5°VSEPR

Fuentes y referencias

Cuadro periódico de los elementos (Z del carbono = 6)
Teoría VSEPR (Gillespie y Nyholm, 1957)

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Preguntas que la gente también hace

¿Cuántos electrones comparte el carbono en un enlace triple?

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¿Qué es un electrón de valencia y cuántos tiene el carbono?

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📌 Antes de leer esto

• Configuración electrónica de los átomos
• Capas y subniveles electrónicos (2s, 2p)
• Regla del octeto
• Concepto básico de enlace covalente

Siguiente tema sugerido

Geometría molecular según VSEPR y hibridación del carbono en compuestos orgánicos

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€) Completo la cantidad de electrones que el carbono comparte en cada tipo de enlace

( y

Grafico en el siguiente recuadro, la estructura del carbono con sus electrones de valencia y respondo ¿por qué a la estructura del carbono se la llama tetraédrica?

Estructura del carbono

(— >) XV y '8 >)

Texto de Quimica ' 91

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