Importancia del carbono

El carbono es un elemento químico y su importancia radica en que es uno de los elementos fundamentales de los compuestos orgánicos, al igual que el hidrógeno.

Se caracteriza por tener la capacidad de combinarse con otros elementos no metálicos, como el hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre, con otros átomos de carbono y con elementos halógenos, como el flúor, cloro, bromo o yodo.

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.

Los enlaces del carbono pueden formarse y romperse con una mínima cantidad de energía. Los cuatro electrones que el carbono posee en su capa externa tienen a formar enlaces covalentes, que se generan cuando la diferencia de electronegatividad no es tan grande como para que se produzca la transferencia de electrones. En los átomos más grandes, como el silicio, los enlaces covalentes son más débiles.

El carbono integra numerosos tipos de grupos funcionales, como alcoholes, éteres, aldehídos y cetonas, ácidos carboxílicos, aminas y amidas, y residuos. A cada uno de esos grupos 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.

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

1) Diamante. Tiene átomos que se unen formando estructuras tridimensionales.

2) Grafito. Se utiliza en electrodos de celda seca, como mina para los lápices y como lubricante.

3) Carbono amorfo. Son sólidos que funden a elevadas temperaturas y son insolubles.

• Carbón vegetal. Es un tipo de carbono amorfo 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.

Otras presentaciones del carbono que son aprovechadas por el humano son:

• El dióxido de carbono. Tiene gran importancia dentro de la industria, debido a que se emplea para la carbonatación de bebidas, como soda o 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.

• Las sustancias carbonatadas. Se emplean en medicamentos, colorantes, pinturas, plásticos, gomas y cauchos.

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.