Carbono

Carbono (CAS 7440-44-0) es un elemento no metálico que existe en varias formas alotrópicas, incluyendo grafito (sólido cristalino negro y opaco), diamante (cristal incoloro, transparente y extremadamente duro) y carbono amorfo (polvo marrón-negruzco), todas las cuales son sustancias sólidas inodoras y no volátiles, sin punto de ebullición definido y que subliman por encima de 3600 °C. Se clasifica como una sustancia elemental fundamental y constituye la columna vertebral de la química orgánica. El carbono no se utiliza directamente como reactivo, sino que funciona como materia prima crítica y base estructural para innumerables productos químicos, entre ellos polímeros sintéticos, electrodos basados en carbono, adsorbentes de carbón activado y cargas reforzantes en caucho y materiales compuestos. Sus aplicaciones industriales principales abarcan la fabricación de polímeros, tecnologías de baterías, agentes reductores metalúrgicos, así como su uso como componente clave en la producción de acero, electrodos de grafito y negro de carbono para neumáticos y tintas.


El carbono (C) se encuentra en todos los seres vivos, ya que constituye el principal componente de las células vivas. Como elemento esencial para plantas y animales, el carbono proviene del dióxido de carbono atmosférico asimilado por las plantas y por microorganismos fotoautótrofos durante la fotosíntesis. El carbono existe en la naturaleza tanto en forma elemental como en forma de compuestos. Por ejemplo, el carbón contiene carbono elemental que, al calentarse en ausencia de aire, pierde sustancias volátiles y produce coque. Tanto el carbón como el coque son formas amorfas (no cristalinas) de carbono. Las dos formas cristalinas del carbono son el diamante y el grafito. Estas se denominan las dos alótropos del carbono. Los alótropos son dos o más formas de un mismo elemento que existen en diferentes formas físicas y difieren en el tipo de enlace o en la estructura molecular de sus unidades fundamentales. El carbono se encuentra en estado combinado en todos los organismos vivos, así como en combustibles fósiles tales como el metano y el petróleo. También aparece en grandes cantidades en los carbonatos, como la piedra caliza. El carbono, un elemento no metálico, ocupa la posición inicial del Grupo 14 (anteriormente IV) de la Tabla Periódica. Es único por la variedad y complejidad de los compuestos que forma, lo cual se debe a la capacidad de los átomos de carbono para unirse entre sí formando largas cadenas, anillos y combinaciones de anillos y cadenas. La combinación del carbono con H, O, N, S y otros elementos produce una gran variedad de compuestos, lo que dio lugar al surgimiento de una rama independiente de la química —la química orgánica— centrada específicamente en los compuestos del carbono. El carbono elemental es una sustancia bastante inerte: es insoluble en agua, en ácidos y bases diluidos, así como en disolventes orgánicos. Cada átomo de carbono posee cuatro electrones de valencia, los cuales tienden a compartirse con otros átomos para formar cuatro enlaces covalentes. El carbono forma dos óxidos: monóxido de carbono (CO) y dióxido de carbono (CO₂), que se producen cuando el carbono o compuestos que lo contienen se queman en presencia de aire insuficiente o en exceso, respectivamente. El elemento libre tiene múltiples usos, desde aplicaciones ornamentales —como el diamante en joyería— hasta el pigmento negro denominado negro de carbono, utilizado en neumáticos de automóviles y tintas de impresión. El grafito, otra forma del carbono, se emplea en crucibles para altas temperaturas, lámparas de arco, electrodos para pilas secas, lápices y como lubricante. El carbón vegetal, una forma amorfa de carbono, se utiliza como absorbente de gases y, en su forma activada, como agente decolorante.

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