QUÍMICA ORGÁNICA
El numero de compuestos en los que entra a formar parte el átomo de carbono es casi innumerable, y cada año se descubren varios miles mas. Pensemos en la gran cantidad que existe de proteínas, hormonas, vitaminas, plásticos, antibióticos, perfumes, detergentes, etc.. y nos daremos cuenta de que el átomo de carbono es un átomo singular: que puede formar cadenas y combinarse fácilmente con un numero reducido de átomos, como son el hidrógeno, el oxigeno, el nitrógeno, los halogenos y unos pocos mas.
Desarrollo de la Química Orgánica
Algunos de los productos orgánicos que hoy manejamos se conocían en la antigüedad; los fenicios y egipcios extraían colorantes de plantas y moluscos(purpura) y ciertas sustancias medicinales. También conocían la conversión de la grasa animal en jabón y obtenían alcohol por fermentación de azucares.
Hasta que en 1828, el químico alemán Fiedrich Wohler, logro sintetizar la urea a partir de materiales inorgánicos, se creía que los compuestos orgánicos solo podían producirse por la acción de una "fuerza vital" que únicamente poseían los seres vivos. A partir de entonces se han sintetizado cientos de miles de compuestos orgánicos. Kekule, Le Bel, Van't Hoff y otros, entre 1850 y 1872, han desarrollado el concepto de enlace químico logrando representar las estructuras tridimensionales de las moléculas. En la actualidad se conocen varios millones de compuestos orgánicos diferentes y el ritmo de crecimiento es de mas de cincuenta mil nuevos compuestos por año.
¿Cual es la causa de tal abundancia de compuestos del carbono?
Se debe a la peculiar configuración electrónica del átomo de carbono y a la gran estabilidad de los enlaces avalentes que forma.
El Átomo de Carbono
La estructura electrónica del átomo de carbono es 1s2 2s2 2p2. De los seis electrones que posee, solo los cuatro mas externos son los que interesan desde el punto de vista reactivo. El carbono tiende a adquirir estructura estable de gas noble(Neón) por compartimento de sus electrones mas externos con los de otros átomos. Por lo cual, en los compuestos orgánicos el carbono es siempre tetravalente.
La unión que se da entre dos átomos de carbono puede ser de tres tipos:
Enlace sencillo: se comparte un solo par de electrones
Enlace doble: Se comparten dos pares de electrones
Enlace triple: Se comparten tres pares de electrones
Formulas De Compuestos Orgánicos
Formula Empírica o Molecular: Expresa los elementos que constituyen la molécula y el numero de cada uno de ellos Ej:
C4H8 C2H6O
Formula Semidesarrollada: en ella, ademas, aparecen agrupados los átomos que están unidos a un mismo átomo de carbono de la cadena Ej:
CH2=CH-CH2-CH3 CH3-CH2OH
Formula Desarrollada: Se expresa en ella como están unidos entre si los átomos que constituyen la molécula Ej:
Formula Estructural: Se recurre en ella a "modelos especiales" que sirven para construir las moléculas, observa su distribución espacial, ver la geometría de los enlaces, etc. Esta formula de la forma real de la molécula.
Nota:Las formulas semidesarrolladas son las que se utilizan con mas frecuencia
Nomenclatura de la Química Orgánica
Las normas vigentes en la actualidad para nombrar los compuestos orgánicos son las dados por IUPAC (International Union of Pure and Appliedd Chemistry) en 1969 y publicadas en 1971, Son el resultado de la sistematización acordada por convenio, y a veces surgen problemas. Hay ocasiones en que son mas frecuentes nombres tradicionales consagrados por el uso, para algunos compuestos.
Clasificación de los compuestos orgánicos
Hidrocarburos
Según el tipo de enlace carbono-carbono:
-Alcanos(Parafinas
-Alquenos (olefinas)
-Alquinos (acetilenos)
Según el tipo de cadena:
-Lineales
-Ramificados
-Cíclicos
Hidrocarburos aromáticos (cíclicos con dobles enlaces alternados)
-Monocíclicos
-Policíclicos condensados
Derivados Halogenados
R-X (X=F, Cl, Br, I)
Compuestos Oxigenados
-Alcoholes R-OH
-Fenoles Ar-OH
-Éteres R-O-R
-Aldehídos R-C
-Cetonas
-Ácidos carboxilicos
-Esteres (y sales)
Compuestos Nitrogenados
-Aminas R-NH2
-Amidas
-Nitrilos
-Nitro-compuestos R-NO2
Hidrocarburos.Generalidades
Son compuestos constituidos exclusivamente por carbono y hidrógenos atendidos por estructuras de cadenas carbonadas, pueden ser:
a.Aclicos: Son hidrocarburos de cadenas abiertas
Existen 2 tipos de cadenas abiertas
-Cadenas Lineales: Los átomos de carbono pueden escribirse en linea recta
Ej: CH3-CH2-CH2-CH3 Butano
-Cadenas Ramificadas: Están constituidas por 2 o mas cadenas lineales enlazadas. La cadena lineal mas larga se denomina cadena principal la cadena que se enlaza con esa se llama "Ramificaciones
EJ:
b.Ciclico: Son hidrocarburos de cadenas cerradas, formadas al unirse atomos terminales de una cadena lineal. Las cadenas carbonadas cerradas reciben eln ombre de ciclicos.
Ej: Ciclobuteno
Existe un tipo muy especial de hidrocarburo ciclico son los hidrocarburos aromaticos, llamados asi porque muchos de ellos tienen olores fuertes. Presentan un anillo o ciclico con enlace sencillo y dobles alternos(Enlaces Conjugados) lo que confiere al compuesto una gran estabilidad el hidrocarburo aromatico por excelencia es el benceno:
A continuacion estudiamos los hidrocarburos clasificados en funcion del tipo de enlace que tienen: simple, doble, o triple.
Hidrocarburos Saturados, Parafinaso o Alcanos.
Se llaman hidrocarburos saturados o "alcanos" los compuestos formados por carbono e hidrogeno, que son de cadena abierta y tienen solo enlaces simples.
Alcanos de Cadena Lineal:
Su formula empirica general es CnH2N+2, siendo N el numero de atomos de carbono. Forman series homologas. Se llama asi a un conjunto de compuestos con propiedades quimicas similares y que se diferencian en el numero de atomos de carbono de la cadena.
Para nombrar estos compuestos se usa un prefijo, que indica el numero de atomos de carbono que tiene, y la terminacion -ano, que es general para todos los hidrocarburos saturados. Los prefijos para los 4 primeros terminos de la serie son: met-(! C). et-(2C), prop-(3C) y but (4C). Para el resto, el prefijo es el correspondiente numeral griego: pent-,hex-.hept-,oct-,non-, etc Ejemplos:
CH4 CH4
C5H12: Pentano
C6H14 hexano
C7H16 heptano
C8H18 octano
C9H20 nonano
C10H22 decano
C11H24 un decano
C12H26 dodecano
C13H28 tridecano
Los compuestos siguientes de la serie se llaman: tetradecano(14), pentadecano(15), hexadecano(16),
heptadecano(17), etc..
Radicales Univalentes de los hidrocarburos lineales saturados.
Antes de formular los hidrocarburos ramificados, es necesario estudiar los "radicales". Los radicales son grupos de atomos que se obtienen por perdida de un atomo de hidrogeno de un hidrocarburo. Los radicales que se obtienen quitando un hidrogeno terminal a un hidrocarburo saturado se nombran sustituyendo la terminacion -ano por -il o -ilo. Ejemplos:
Molecula Radical Nombre del radical
CH4 CH3- Metil o metilo
Ch3.Ch3 CH3-CH2- Etil o etilo
CH3-CH2-CH3 CH3-CH2-CH2- Propil o propilo
CH3-CH2-CH2-CH3 CH3-CH2-CH2-CH2- Butil o butilo
CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 CH3-CH2-CH2-CH2.CH2- Pentil o pentilo
Y asi sucesivamente.
Pueden existes radicales ramificados. Para nob rarlos se consera que hay grupos metilo unidos a una cadena radical mas larga. Se indica el carbono al que esta unido el grupo metilo, por un numero "localizador" que se obtiene numerando la cadena, asignando el 1 al carbono que ha perdido el atomo de hidrogeno. Dicho numero localizador se escribe delante del nombre del radical, separado de el por un guion.
ejemplo:
ALCANOS DE CADENAS RAMIFICADAS
Se nombran de esta manera:
se elige la cadena principal mas larga y con el numero de átomos de carbono mas grande o de mayor
se numera la cadena elegida de un extremo a otro de tal manera que los números mas bajos posean ramificaciones
se nombran los radicales de manera alfabética y se acaba el nombre con la cadena principal con la terminación ano
EJEMPLO:
ACTIVIDADES
RESPONDE LAS SIGUIENTES IMAGENES Y LUEGO RESPONDE LAS PREGUNTAS PLANTEADAS:
PLATA PERFUME SAL DE MESA
a.Clasificar en sustancias puras o mezclas
b. Clasificar la o las mezclas identificadas en homogénea o heterogénea
c. Nombrar al menos 3 ejemplos de sustancias puras que vemos en la cotidianidad
PLATA: Sustancia pura
PERFUME: Mezcla
SAL DE MESA: Mezcla
2. continuación se muestran una caries de fotografiaras que corresponden ha diferentes mezclas clasificar´como homogénea y heterogénea
AGUA Y SAL AGUA Y ARENA AGUA Y ACEITE
a) Aceite y agua es heterogénea pues la identificamos rápida mente
b) Sal y agua es una mezcla homogénea pues no se distinguen sus propiedades
c) Arena y agua es heterogénea ya que es fa sil distinguir su contenido
3. Relaciona cada uno de los terminos con la definicion.
II Procedimiento
1. un grupo de estudiantes prepararon caramelo casero ., primero mezclaron azúcar y agua dentro de una olla .luego calentaron las mezclas tal como sebe en los cuadros de la fotos .
a.Clasificar en sustancias puras o mezclas
b. Clasificar la o las mezclas identificadas en homogénea o heterogénea
c. Nombrar al menos 3 ejemplos de sustancias puras que vemos en la cotidianidad
PLATA: Sustancia pura
PERFUME: Mezcla
SAL DE MESA: Mezcla
2. continuación se muestran una caries de fotografiaras que corresponden ha diferentes mezclas clasificar´como homogénea y heterogénea
AGUA Y SAL AGUA Y ARENA AGUA Y ACEITE
a) Aceite y agua es heterogénea pues la identificamos rápida mente
b) Sal y agua es una mezcla homogénea pues no se distinguen sus propiedades
c) Arena y agua es heterogénea ya que es fa sil distinguir su contenido
3. Relaciona cada uno de los terminos con la definicion.
a) sustancia puras C: Sustancia constituida por dos o mas elementos unidos químicamente en proporciones definidas.
b) elemento D: Materia que tiene dos o mas sustancias que pueden encontrarse en cantidad variable.
c) compuesto B: Materia que tiene composición fija y propiedad bien definida.
d) mezcla A: Materia que presenta una propiedad uniforme y la misma composición dentro de la muestra.
e) mezcla homogénea F: Sustancia que puede separarse por métodos químicos en entidades mas simples.
f) mezcla heterogénea E: Materia que presenta dos o mas fases físicamente distintas.
1. un grupo de estudiantes prepararon caramelo casero ., primero mezclaron azúcar y agua dentro de una olla .luego calentaron las mezclas tal como sebe en los cuadros de la fotos .
a) cual de las siguientes sustancias se comporta como soluto y cual disolvente en las primeras etapas del proceso?
b) como clasificarías el caramelo como mezcla o sustancia pura? justifica
c) cual es el principal factor que actúa en el proceso de preparación del caramelo ¡? fundamenta
Solución
a) se comporta como soluto el azúcar y como disolvente el agua
b) es claramente una mezcla pus simplemente para ser una sustancia pura ya esta combinada y una sustancia pura es aquella que no ha sido combinada
c) es la temperatura es el principal factor que actúa en este proceso ya que es lo es que activa lo combinación
JUSTIFIQUE RESPUESTA
1. lee las siguientes preguntas y selecciona la alternativa correcta
1. relaciona el átomo de carbono.es incorrecto afirmar que.
A) es tretravalente
B) tiene la capacidad de formar esta dos enlaces
C) se une consigo o con otros átomos
D) sera primario si este se encuentra unido a un átomo de carbono
E) los enlaces covalentes de carbono-carbono pueden ser simple doble o triple
2. Que tipo de hidrocarburos pertenece la formula molecular C6H12
A) alcano
B)alqueno
C) alquino
D)ciclo alqueno
E)aromático
el ciclo alqueno tiene 6 carbono 12 hidrógenos y es enlace simple
3. Que elementos principales conforman los hidrocarburos
A) C y O
b) C y S
C) C y N
D) C Y H
E) C Y P
4, Que tipos de hidrocarburos presentan los carbonos adyacentes de doble enlace.
A)SP
B)SP2
C)SP3
D)SP4
E)SP5
LEE LAS SIGUIENTES PREGUNTAS Y SELECCIONA LA ALTERNATIVA CORRECTA
1. cual de las siguientes compuestos so isomeros correspondiendo ala formula
C4H10O
I.CH3-CH2 -CH2-CH2-OH
II.CH3-CO-CH2-CH3
II.CH3-CH2-O-CH2-CH3
A) solo I
B) solo II
C) solo I II
D) solo IY III
E) solo I II III
2.contitulle la forma molecular del butano y el 2-metilbutano obsérvalas detenidamente ¿CUALES ?
de las características planteadas así son comunes en ambos hidrocarburo.
I. el numero d átomos de carbono
II. la cantidad de hidrógenos
III. presentan sustituyente
A)solo I
B) solo II
C) solo I II
D) solo I III
E) solo I II III
3. con la ayuda de la tabla de los elementos, completa la siguiente tabla ....? con cada información solicitada respecto al átomo de oxigeno y nitrógeno.
O
|
N
| |
8
|
7
| |
15.99(16)
|
14.0067
| |
P=2
|
VA-2
| |
3.44
|
3.04
| |
1S2 2S2 2P4
|
1S2 2S2 2P3
| |
-2
|
+-3.5.4.2
| |
O=6
|
N=4
|
