Física y Química del Carbono: Conceptos Clave y Ejemplos

Física

Magnitudes Físicas

Trabajo (W) = Fuerza x Distancia (el resultado se expresa en joules)

Potencia = W (joules) / Tiempo (el resultado se expresa en watts)

Potencia = Fuerza x distancia / tiempo (el resultado se expresa en watts)

Fuerza = masa x gravedad (considerando la gravedad con un valor de 10)

Energía Cinética

Energía que posee un cuerpo debido a su movimiento.

EC = (masa x velocidad2) / 2

EC = EP – EM

Energía Potencial

Energía que posee un cuerpo debido a su altura con respecto a la Tierra.

EP = masa x gravedad (10) x h (altura en metros)

EP = EM – EC

Energía Mecánica

EM = EC + EP

Todos los resultados se expresan en joules.

Caída Libre

  • Energía potencial: siempre disminuye.
  • Energía cinética: siempre aumenta.

Ley de la Conservación de la Energía Mecánica

La energía mecánica se mantiene constante cuando no hay fuerzas de rozamiento u otras fuerzas externas actuando sobre el sistema. Es decir:

EC + EP = constante

Química del Carbono

La química del carbono estudia los compuestos que contienen carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno.

Carbono

Es el elemento menos abundante en la corteza terrestre, pero el más importante para la vida. Está presente en todos los seres vivos. Tiene 4 electrones de valencia, lo que le permite formar enlaces covalentes simples con hasta 4 átomos de hidrógeno. Presenta diferentes formas alotrópicas comunes, como el diamante y el grafito.

Hidrocarburos

Son moléculas orgánicas formadas por cadenas de carbono e hidrógeno. Se clasifican en:

Alcanos

Tienen cadenas lineales o ramificadas. Su estructura puede ser cíclica, pero sin anillos de benceno.

Benceno

Es un hidrocarburo aromático con fórmula molecular C6H6.

Hidrocarburos Aromáticos

Son compuestos cíclicos que contienen al menos un anillo de benceno. Son volátiles, es decir, se evaporan fácilmente.

Representación de Compuestos Orgánicos

Fórmula Molecular

Representa la cantidad total de átomos de cada elemento presente en el compuesto, sin especificar la forma de la cadena ni los tipos de enlace. Ejemplo: C4H10.

Fórmula Estructural Expandida

Representa mediante líneas cada enlace covalente presente en el compuesto.

Fórmula Estructural Condensada

Se omiten los enlaces de los hidrógenos y se mantienen solo los enlaces entre los átomos de carbono. Se representan mediante fórmulas globales para cada carbono, y se simplifica colocando la cantidad de carbonos que se repiten en la cadena.

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