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Quimica 3° · 2024
Libro de Química 3 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

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Evaluación Sección 7: Elemento químico carbono y sus clases

📄 ejercicios quimica 🎓 bachillerato · 3° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

  1. Carbono, \text{C}, valencia 4, electronegatividad 2,55, configuración 1s^{2}2s^{2}2p^{2}, base de los seres vivos. 2. A: grafito; B: antracita; C: diamante. 3. Transición urgente a energías renovables para reducir \text{CO}_{2}, \text{SO}_{2} y \text{NO}_{x}.
📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 2 min lectura

Solución — Página 98

Quimica 3° · 2024

1
Ejercicio 1

Completo la siguiente ficha descriptiva del elemento químico carbono.

  1. El carbono es el elemento de número atómico Z = 6; pertenece al grupo 14 (IVA) y al periodo 2 de la tabla periódica.
  2. Símbolo químico: \text{C} (del latín carbo, carbón).
  3. Configuración electrónica: el carbono tiene 6 electrones, de modo que se distribuyen como 1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{2}, es decir, \text{C}(6): 1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{2}.
  4. Valencia: al tener 4 electrones de valencia en el nivel n = 2, presenta valencia 4; por eso forma 4 enlaces (covalentes en su mayoría) y tiene gran capacidad de combinación (\text{C}_{n}\text{H}_{2n+2}, \text{CO}_{2}, \text{CH}_{4}, etc.).
  5. Electronegatividad: por la escala de Pauling, el carbono tiene un valor aproximado de 2,55 \approx 2,5 (intermedio), lo que le permite formar enlaces tanto covalentes no polares (entre átomos de C) como polares con otros no metales.
  6. Importancia para la vida: el carbono es la base de todos los seres vivos (compuestos orgánicos: carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos \text{DNA} y \text{RNA}). Además, su abundancia en forma de combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural) y de \text{CO}_{2} en la atmósfera lo hace esencial tanto en la química industrial como en el ciclo del carbono.

Respuesta

Ficha: Carbono; \text{C}; valencia 4; electronegatividad 2,55 (Pauling); configuración 1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{2}; base de la química orgánica y de los seres vivos.

2
Ejercicio 2

Identifico a qué clase de carbono corresponde cada descripción (diamante, grafito, antracita).

  1. Descripción A: "Tiene un 5\% de impureza y, debido a sus características blandas y que raya el papel, se utiliza como minas de lápiz." — El material blando que raya el papel es el grafito, cuyo enlace \text{C–C} entre capas hexagonales está unido por fuerzas de van der Waals, por lo que las capas se deslizan fácilmente.
  2. Descripción B: "Variedad negra, brillante y dura; contiene aproximadamente un 90\% a 95\% de carbono y se utiliza como combustible." — Esta es la antracita (carbón fósil), la variedad de mayor poder calorífico, usada como combustible en la industria.
  3. Descripción C: "Variedad pura del carbono, es el cuerpo más duro existente; se emplea en la joyería como piedra preciosa." — Es el diamante, con estructura de red tetraédrica de enlaces covalentes \text{sp}^{3} muy fuertes (\text{C–C}), lo que lo hace extremadamente duro.

Respuesta

A → grafito; B → antracita; C → diamante.

3
Ejercicio 3

Escribo un texto acerca de la necesidad urgente de utilizar fuentes de energía no contaminantes.

  1. El carbono está presente en la cotidianidad: alimentos, plásticos, tejidos, combustibles; pero su quema libera gases contaminantes.
  2. La combustión del carbón y del petróeo produce dióxido de carbono \text{CO}_{2}, óxidos de azufre \text{SO}_{2}, óxidos de nitrógeno \text{NO}_{x} y partículas sólidas.
  3. El \text{CO}_{2} es gas de efecto invernadero: atrapa calor y acelera el cambio climático; \text{SO}_{2} y \text{NO}_{x} causan lluvias ácidas que destruyen cultivos y ecosistemas.
  4. Solución: transición hacia energías renovables (solar, eólica, hidroeléctrica, geotérmica), eficiencia energética y economías bajas en carbono.

Respuesta orientativa (texto modelo):

El carbono es indispensable para la vida, pues forma parte de los alimentos, medicamentos y materiales que usamos diariamente. Sin embargo, el uso intensivo de carbón y petróleo como fuentes de energía provoca una grave contaminación: la combustión libera \text{CO}_{2}, \text{SO}_{2}, \text{NO}_{x} y hollín. El dióxido de carbono refuerza el efecto invernadero y acelera el calentamiento global, mientras que el \text{SO}_{2} y el \text{NO}_{x} generan lluvias ácidas que afectan cultivos, suelos y cuerpos de agua. Por eso es urgentísimo que a nivel mundial se transite hacia fuentes de energía no contaminantes —solar, eólica, hidroeléctrica y geotérmica—, acompañado de la eficiencia energética y de la reforestación, para garantizar un desarrollo sostenible para las generaciones futuras.

Contenido de la página

EVALUACIÓN SECCIÓN 7

1. Completo la siguiente ficha descriptiva del elemento químico Carbono

Campo Contenido
Nombre del elemento químico Carbono
Símbolo C
Valencia 4
Electronegatividad 2,55 (escala de Pauling)
Configuración electrónica 1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{2}
Importancia para la vida Base de los compuestos orgánicos y de todos los seres vivos; presente en alimentos, medicamentos, combustibles y materiales (fósiles: carbón, petróleo, gas natural).

2. Leo las siguientes descripciones e identifico a qué clase de carbono corresponde (Diamante, grafito, antracita).

  • A: "Tiene un 5% de impureza y debido a sus características blandas y que raya el papel es utilizado como minas de lápiz." → Grafito.
  • B: "Se caracteriza por ser una variedad negra, brillante y dura, contiene aproximadamente un 90 a 95% de carbono y por sus características lo utilizan como combustible." → Antracita.
  • C: "Variedad pura del carbón, es el cuerpo más duro existente. Debido a sus características se emplea en la joyería como piedra preciosa." → Diamante.

3. Considero el aprendizaje adquirido con respecto a la importancia del carbono en la cotidianidad, así como las repercusiones ambientales debido al uso de carbón como fuente de energía, su proceso de combustión y las sustancias que se liberan en el ambiente. Escribo un texto acerca de la necesidad urgente de utilizar a nivel mundial fuentes de energía no contaminantes.

Ejemplos resueltos

¿Por qué el carbono tiene valencia 4?

El carbono tiene 6 electrones: 2 en 1s, 2 en 2s y 2 en 2p. Los de valencia son los 4 del nivel n = 2, por lo que comparte 4 electrones y forma 4 enlaces, alcanzando la configuración estable 1s^{2}2s^{2}2p^{6} (octeto completo).

Tabla

Campo Contenido
Nombre del elemento químico Carbono
Símbolo C
Valencia 4
Electronegatividad 2,55 (Pauling)
Configuración electrónica 1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{2}
Importancia para la vida Base de los seres vivos y de los combustibles fósiles
Clase de carbono Característica clave
Diamante Variante pura; el cuerpo más duro; joyería
Grafito Blando, raya el papel (minas de lápiz)
Antracita Negra, brillante, 90–95% de C; combustible

Diagrama

mindmap
  root((Alótropos del carbono))
    Diamante
      Estructura tetraédrica sp³
      El cuerpo más duro
      Piedra preciosa, taladros, cortes
    Grafito
      Capas hexagonales deslizantes
      Blando, conductor eléctrico
      Minas de lápiz, lubricantes
    Antracita
      Carbón fósil 90–95% C
      Negra, brillante, dura
      Combustible de alto poder calorífico

Fórmulas y ecuaciones

Configuración electrónica del carbono: 1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{2}

Electronegatividad de Pauling del C: \chi \approx 2,55

Combustión del carbono: \text{C} + \text{O}_{2} \rightarrow \text{CO}_{2}

\text{C}(6): 1s^{2}\,2s^{2}\,2p^{2}

\text{C} + \text{O}@@MATH_0@@_{2}

\text{C} + \text{S} \rightarrow \text{SO}_{2}

\text{N}@@MATH_0@@_{2} \xrightarrow{\text{chispa}} 2\text{NO}

\text{CH}@@MATH_0@@_{2} \rightarrow \text{CO}@@MATH_1@@_{2}\text{O}

\text{C}@@MATH_0@@\text{H}@@MATH_1@@\text{O}@@MATH_2@@_{2} \rightarrow 6\text{CO}@@MATH_3@@_{2}\text{O}

Glosario (5)

Alótropos
Formas en que un mismo elemento puede presentarse en la naturaleza, con distinto arreglo de sus átomos (diamante, grafito, antracita).
Valencia
Número de electrones de valencia que un átomo comparte o transfiere al formar enlaces químicos.
Electronegatividad
Capacidad de un átomo de atraer los electrones de un enlace químico; se mide en la escala de Pauling.
Antracita
Variedad de carbón fósil negra, brillante y dura, con un 90–95% de carbono y alto poder calorífico.
Efecto invernadero
Proceso por el cual gases como el CO₂ atrapan el calor en la atmósfera, elevando la temperatura global.

Preguntas para practicar

¿Por qué el carbono es el elemento central de la química orgánica y de la vida?

El carbono tiene 4 electrones de valencia y una electronegatividad intermedia (2,55), lo que le permite formar 4 enlaces covalentes y encadenarse indefinidamente (C–C), creando cadenas y anillos estables; además forma enlaces polares con O, N e H, base de carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

¿Qué gases se liberan al quemar carbón y qué efectos ambientales provocan?

La combustión del carbón libera CO₂ (efecto invernadero y cambio climático), SO₂ y NOₓ (lluvias ácidas), hollín y monóxido de carbono CO (tóxico); sus efectos incluyen aumento de la temperatura global, deterioro de suelos y cultivos, eutrofización y daño a la salud respiratoria.

¿Cómo puedes contribuir a reducir la contaminación por combustibles fósiles?

Uso racional de la electricidad y del transporte (caminar, bicicleta, transporte público), apagado de luces y equipos, reciclaje, reforestación y consumo consciente de productos de bajo impacto de carbono; además, fomentar el uso de energía solar, eólica y eficiencia energética en el hogar.

Temas y conceptos clave

Elemento químico carbonoConfiguración electrónica y valenciaElectronegatividadAlótropos del carbono: diamante, grafito, antracitaImportancia del carbono para la vidaCombustión del carbón y contaminación atmosféricaEnergías renovablescarbonosímbolo químico Cvalencia 4electronegatividad 2,55configuración 1s² 2s² 2p²diamantegrafitoantracitagas de efecto invernaderolluvias ácidasenergías renovables

Fuentes y referencias

  • Libro de Química de Texto de Guayaquil, Sección 7 (BGU 2024)
  • Tabla periódica estándar IUPAC – propiedades del carbono
¿Te fue útil esta página?

Preguntas que la gente también hace

¿Cuál es la configuración electrónica del carbono y por qué tiene valencia 4?
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¿Qué diferencias tienen el diamante, el grafito y la antracita en sus propiedades?
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¿Por qué la quema de combustibles fósiles causa cambio climático y lluvias ácidas?
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📌 Antes de leer esto
  • • Tabla periódica: número atómico, grupos y periodos
  • • Reglas de Aufbau y configuración electrónica
  • • Electronegatividad de Pauling
  • • Tipos de enlace químico y estructuras del carbono
  • • Reacciones de combustión y gases contaminantes
Siguiente tema sugerido
Revisión de la Sección 8: Compuestos orgánicos del carbono (hidrocarburos y sus funciones)
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1170 caracteres

‘B EVALUACIÓN SECCIÓN 7 )

  1. Completo la siguiente ficha descriptiva del elemento quimico Carbono

Nombre del elemento quimico

Simbolo

Valencia

Electronegatividad

Configuración electrónica

Importancia del elemento químico para la vida

  1. Leo las siguientes descripciones e identifico a qué clase de carbono corresponde (Diamante, grafito, antracita).

Se caracteriza por ser una Variedad pura del carbón, es variedad negra, brillante y dura, el cuerpo más duro existente. Tiene un 5% de impureza y contiene aproximadamente un Debido a sus características debido a sus características 90 a 95% de carbón y por sus se emplea en la joyería como blandas y que raya el papel es características lo utilizan como piedra preciosa. utilizado como minas de lápiz. combustible.

  1. Considero el aprendizaje adquirido con respecto a la importancia del carbono en la cotidianidad, así como las repercusiones ambientales debido al uso de carbón como fuente de energía, su proceso de combustión y las sustancias que se liberan en el ambiente. Escribo un texto acerca de la necesidad urgente de utilizar a nivel mundial fuentes de energía no contaminantes.

Texto de Quimica ' 97

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