Importancia del carbono

¿Qué es el carbono?

El carbono es un elemento químico que cuenta con gran facilidad para combinarse con otros elementos no metálicos (como el hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre) y también con otros átomos de carbono, puede generar estructuras tridimensionales que son muy importantes para la formación de biomoléculas, como las proteínas o los ácidos nucleicos, que tienen importantísimas funciones en los seres vivos.  El carbono también se puede combinar con elementos halógenos (flúor, cloro, bromo o yodo).

A los compuestos integrados mayoritariamente por átomos de carbono se los denomina genéricamente compuestos orgánicos, estos conforman la biomasa de la mayoría de los seres vivos y también las reservas fósiles del planeta bajo la forma de hidrocarburos. Además de ser fundamental para la vida, el carbono  tiene muchísimas aplicaciones en el campo de la industria.

Es interesante destacar que los enlaces del carbono pueden formarse y también romperse con una mínima cantidad de energía. Los cuatro electrones que el carbono posee en su capa externa hace que este forme predominantemente enlaces covalentes.

Los enlaces covalentes se producen cuando la diferencia de electronegatividad no es tan grande como para que se produzca la transferencia de electronesComo es un átomo bastante pequeño, forma enlaces covalentes fuertes.

En los átomos más grandes, como el silicio, los enlaces covalentes son más débiles por la mayor distancia. Se cree que precisamente por esto “los compuestos de la vida” se componen básicamente de carbono y no de silicio, que sí es muy abundante en las rocas y en las partículas de suelo.

El carbono integra numerosísimos tipos de grupos funcionales (alcoholes, éteres, aldehídos y cetonas, ácidos carboxílicos, aminas y amidas, residuos), cada uno de ellos le confiere a la molécula de la que forma parte un comportamiento químico peculiar. Los compuestos del carbono pueden ser polares o no polares, en virtud de las uniones que presentan y de los grupos funcionales que lo integran. En general, cuanto más larga es la cadena carbonada menos polar es el compuesto resultante.

Muchos metales se combinan con el carbono a temperaturas elevadas y forman carburos, algunos de importante valor en la industria metalúrgica. Combinado con el oxígeno, el carbono forma diferentes compuestos gaseosos, uno de ellos es  el dióxido de carbono, que es el producto de la respiración celular por excelencia.

Las plantas incorporan este compuesto a través de los estomas y gracias a la fotosíntesis y a la posibilidad de captar la energía luminosa lo transforman en compuestos orgánicos, típicamente azúcares. El otro gas importante es el  monóxido de carbono,  este es un gas muy tóxico que se libera durante combustiones inadecuadas, lamentablemente ha causado numerosas muertes humanas.

Otra característica interesante y de enormes consecuencias es que el carbono puede combinarse con otros átomos de carbono para ir formando compuestos en cadena o bien compuestos cíclicos, de diferente grado de complejidad. Es por ello que se pueden formar  un número realmente enorme de estructuras carbonadas.

El carbono está ampliamente distribuido en la naturaleza, donde existe principalmente en forma de carbonatos; tal es el caso de la caliza, la dolomita, el yeso y el mármol, todos estos minerales tan importantes en el mundo de las construcciones contienen carbonatos.

El carbono presenta isótopos, esto es, variantes con diferente masa atómica. De ellos los más importantes por sus aplicaciones en el campo de la investigación es el carbono 13 y el carbono 14.

En la naturaleza, la abundancia de estos isótopos es muy baja. El carbono 14 se desintegra muy lentamente (tiempo de semidesintegración: 5760 años), por esta razón, la proporción entre el carbono 14 y el carbono 12 en un espécimen dado proporciona una medida de su edad aproximada y es el instrumento clave en la datación de fósiles.

Diferentes formas de presentación

En la naturaleza, el carbono elemental se presenta en tres formas:

  • Diamante
  • Grafito
  • Carbono amorfo

En el caso del carbono amorfo, son sólidos que funden a muy altas temperaturas e insolubles en todos los disolventes. En el diamante, los átomos se van uniendo dando lugar a una estructura tridimensional, en el grafito el carbono se presenta como láminas débilmente unidas de átomos dispuestos en hexágonos. El grafito se utiliza en electrodos de celda seca, como minas de lápices y como lubricante.

El carbón vegetal es una forma amorfa del carbono y se utiliza como absorbente de gases. Los compuestos de carbono tienen infinidad de usos. El carbono amorfo se encuentra con distintos grados de pureza en el carbón de leña, el coque, el negro de carbono y el negro de humo.

El dióxido de carbono tiene gran importancia dentro de la industria, puesto que se emplea para la carbonatación de bebidas (soda, gaseosas), en extintores de fuego o como enfriador, bajo la forma de hielo seco.

El tetracloruro de carbono y el disulfuro de carbono son solventes industriales muy importantes. El freón, que es clorofluorocarbono (CFC), se utiliza en los aparatos de refrigeración, como heladeras. El carburo de calcio se emplea para preparar acetileno; sirve para soldar y cortar metales. El diamante es una piedra preciosa de alto valor en joyería.

Infinidad de medicamentos, colorantes, pinturas, plásticos, gomas, cauchos alimentos, hilados, etc., se obtienen a partir de sustancias carbonadas.

El carbono elemental es de una toxicidad muy baja, sin embargo, la exposición al negro de carbono o negro de humo puede ser muy perjudicial para la salud. La inhalación continua afecta seriamente a los pulmones y el corazón.

Por otro lado, el negro de carbón figura dentro del grupo 3 (como agente no clasificable con respecto a su carcinogenicidad en humanos) de la lista confeccionada por la International Agency for Research on Cancer.


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Enciclopedia de Clasificaciones (2017). "Importancia del carbono". Recuperado de: http://www.tiposde.org/quimica/895-importancia-del-carbono/