Volume 2

Composti inorganici contenenti carbonio: ossido di carbonio CO, anidride carbonica CO2, acido carbonico H2CO3 e relativi sali. Fredrich W hler 1800-1882 Chimico tedesco La chimica organica è comunemente nota anche come chimica del carbonio, in quanto tutti i composti che vi appartengono contengono almeno un atomo di carbonio. Per molto tempo (fino agli inizi del XVIII secolo) la chimica organica era identificata come la chimica del mondo vivente (animale e vegetale). Tuttavia, da quando nel 1828 F. W hler riuscì a sintetizzare l urea (impiegando reagenti inorganici), i composti organici preparati in laboratorio sono risultati numerosissimi, più ancora di quelli rinvenuti nel regno dei viventi. Ottenne l urea dal cianato d ammonio. Il carbonio ha quattro elettroni nel livello più esterno, come si deduce dalla sua collocazione nel IV gruppo della scala periodica degli elementi (Fig. 18.1). a b 2p1x 2p1y 2pz 2s2 2p1x 2p1y 2p1z 1s2 2s2 1s2 Figura 18.1. Configurazione elettronica del carbonio. a) L atomo di carbonio allo stato naturale possiede 2 elettroni spaiati che possono originare due legami di valenza (es. monossido di carbonio C = O). b) Nei composti organici, grazie all eccitazione della configurazione elettronica, la valenza del carbonio sale a quattro, poiché 4 sono gli elettroni spaiati. Si crea un ibridzione tetragonale che origina 4 nuvole elettroniche uguali e ibride (cioè di tipo intermedio fra quelle s e quelle p), situazione definita sp3. L atomo di carbonio possiede un ibridazione sp3 che gli conferisce la geometria del tetraedro. Ai vertici del tetraedro sono situati gli elettroni di valenza che formano fra loro un angolo di legame di 109° 28 . Figura 18.2. I 4 orbitali ibridi sp3 si orientano secondo i vertici di un tetraedro. Conseguentemente il carbonio: forma quattro legami covalenti di tipo ; forma facilmente polimeri, cioè sostanze con catene molto lunghe (amido, proteine, sostanze plastiche, ecc.); forma catene (anche molto lunghe) grazie al legame fra carbonio e carbonio; le catene possono essere: catene aperte lineari C C C C catene aperte ramificate C C C C C C catene chiuse C C C C C Può formare legami doppi [... C = C ...] o tripli [... C C ...] sia con altri atomi di carbonio sia con atomi di azoto e di ossigeno; in questo caso si hanno anche legami fra atomi di C. 14