La química orgánica es la rama de la química que estudia las moléculas orgánicas. Estas moléculas se caracterizan por tener un esqueleto de átomos de carbono al cual se le unen otros átomos como oxígeno, nitrógeno, azufre, hidrógeno y fósforo. La mayoría de los enlaces en estas moléculas son del tipo covalente; en este tipo de enlace los electrones se comparten, a diferencia de los enlaces iónicos en donde hay una transferencia de electrones desde un átomo a otro.
Los átomos de carbono, pueden formar cadenas de más de 1000 carbonos (Kiliano), cuya forma es determinada y sistemática (fija). Este esqueleto determinado, es el que da el nombre al compuesto formado. También tienen la particularidad de formar ciclos, respetando siempre las cuatro valencias del átomo cubriendo las que quedan libres con átomos de hidrógenos.
Clases de carbono dependiendo de donde se encuentra ubicado en la cadena
Funcion Quimica
Es el conjunto de propiedades que se pueden asignar a una agrupación determinada
de átomos en la molécula de la sustancia compuesta. A esa agrupación de átomos se la asigna con el nombre de grupo funcional.
Dentro de la Química Inorgánica encontramos óxidos (básicos-ácidosanfóteros-neutros), ácidos (oxácidos e hidrácidos), sales, etc. Dentro de la Química Orgánica tendremos hidrocarburos, que pueden presentarse en forma lineal o cíclica. Cada hidrocarburo en particular tiene su función química, dando distintos compuestos: alcanos, alquenos, alquinos, alcoholes, esteres, éteres, aldehídos, cetonas, ácidos orgánicos, aminas, amidas, nitrilos, etc
Hidrocarburos
Las propiedades de los hidrocarburos es que los átomos de carbono se unen entre sí por una o varias uniones del tipo covalente (no iónica o electrovalente), utilizando las valencias residuales para ligarse con átomos de hidrógeno. De esta manera, determinan una numerosa variedad de compuestos que por estar constituidos únicamente por carbono e hidrógeno reciben el nombre de hidrocarburos.
Según lo conocido, la literatura química registra más de 2 mil hidrocarburos clasificados
en dos grandes grupos según la disposición de los átomos de carbono que se
hallan entre sí formando cadenas o ciclos.
Las uniones entre los átomos de carbono pueden hacerse por:
- Enlace simpleintercambio de una sola valencia entre átomo y átomo de carbono;
- Enlace doble intercambio de 2 valencias entre átomo y átomo de carbono; y
- Enlace triple intercambio de 3 valencias.
Alcanos
son compuestos que tienen solamente átomos de carbono e hidrogeno. La fórmula general para los alcanos (cadenas lineales) es:
Estos hidrocarburos no presentan en su formación grupos funcionales. Para nombrarlos utilizamos lo prefijos:
Algunas propiedades de estos Alcanos son:
- El estado físico de los 4 primeros alcanos: metano, etano, propano y butano, es gaseoso. Del pentano al hexadecano (16 átomos de carbono) son líquidos y a partir de heptadecano (17 átomos de carbono) son sólidos.
- El punto de fusión, de ebullición y la densidad aumentan conforme aumenta el número de átomos de carbono.
- Son insolubles en agua
- Pueden emplearse como disolventes para sustancias poco polares como grasas, aceites y ceras.
- El gas de uso doméstico es una mezcla de alcanos, principalmente propano. El gas de los encendedores es butano.
- El principal uso de los alcanos es como combustibles debido a la gran cantidad de calor que se libera en esta reacción.
Nomenclatura
- La base del nombre fundamental, es la cadena continua más larga de átomos de carbono.
- La numeración se inicia por el extremo más cercano a una ramificación. En caso de encontrar dos ramificaciones a la misma distancia, se empieza a numerar por el extremo más cercano a la ramificación de menor orden alfabético. Si se encuentran dos ramificaciones del mismo nombre a la misma distancia de cada uno de los extremos, se busca una tercera ramificación y se numera la cadena por el extremo más cercano a ella.
- Si se encuentran dos o más cadenas con el mismo número de átomos de carbono, se selecciona la que deje fuera los radicales alquilo más sencillos. En los isómeros se toma los lineales como más simples. El n-propil es menos complejo que el isopropil. El ter-butil es el más complejo de los radicales alquilo de 4 carbonos.
- Cuando en un compuesto hay dos o más ramificaciones iguales, no se repite el nombre, se le añade un prefijo numeral
- Se escriben las ramificaciones en orden alfabético y el nombre del alcano que corresponda a la cadena principal, como una sola palabra junto con el último radical. Al ordenar alfabéticamente, los prefijos numerales y los prefijos n-, sec- y ter- no se toman en cuenta.
- Por convención, los números y las palabras se separan mediante un guión, y losnúmeros entre sí, se separan por comas.
Radicales alquilo
Cuando alguno de los alcanos pierde un átomo de hidrógeno se forma un radical alquilo. Estos radicales aparecen como ramificaciones sustituyendo átomos de hidrógeno en las cadenas. Los radicales alquilo de uso más común son:
Las líneas rojas indican el enlace con el cual el radical se une a la cadena principal. Esto es muy importante, el radical no puede unirse por cualquiera de sus carbonos, sólo por el que tiene el enlace libre.
Aca vemos un ejemplo de como se realizan las nomenclaturas de los distintos Alcanos con sus ramificaciones.
Hidrocarburos saturados- Alquenos
Los alquenos son compuestos que tienen enlace doble entre dos carbonos y su fórmula general es:
Un ejemplo viene a ser el 1-Buteno que tiene la siguiente formula desarrollada
Para nombrar a los alquenos se le coloca un número delante del nombre, que identifica la posición del doble enlace, comenzando a contar el número del carbono por el lado de la cadena más corta. Por ejemplo
Ejemplos de Alquenos con ramificaciones
Alquinos
Los alquinos son compuestos que tienen enlace triple entre dos carbonos y su fórmula general es:
Ejemplo con el 1 - Butino
La forma de nombrar alquinos es igual que la de nombrar Alquenos.
Hidrocarburos aromaticos policiclicos
El benceno (C6H6) es un compuesto cíclico de forma hexagonal, compuesto por 6 átomos de carbono y 6 de hidrógeno y tres dobles enlaces alternados. Cada vérticedel hexágono, representa un átomo de carbono, al cual está unido un hidrógeno para así completar los cuatro enlaces del carbono.
Nomenclatura de compuestos aromáticos di-sustituídos
La terminación sistémica de los compuestos aromáticos es benceno, palabra que se une al último sustituyente. En los compuestos di-sustituídos, dos átomos de hidrógeno han sido reemplazados por radicales alquilo, átomos de halógenos o algún otro grupo funcional como –OH (hidroxi), –NH2 (amino) o –NO2 (nitro) que son los que se utilizarán en los ejemplos. Los sustituyentes pueden acomodarse en 3 posiciones diferentes. Para explicarlas utilizaremos un anillo aromático numerado en el siguiente orden:
Las tres posiciones son:
Ejemplos:
Nomenclatura de compuestos aromáticos poli-sustituidos
Con este nombre se conocen los derivados aromáticos en los cuales se han remplazado 3 o más hidrógenos por otros grupos o átomos.
En estos casos es necesario numerar el anillo bajo las siguientes reglas.
- El número 1 corresponde al radical con menor orden alfabético.
- La numeración debe continuarse hacia donde este el radical más cercano para obtener la serie de números más pequeña posible. Si hay dos radicales a la misma distancia, se selecciona el de menor orden alfabético; si son iguales se toma el siguiente radical más cercano.
- Todos los átomos de carbono deben numerarse, no solo los que tengan sustituyente.
- Al escribir el nombre se ponen los radicales en orden alfabético terminando con la palabra benceno.
- Como en los compuestos alifáticos, utilizamos comas para separar números y guiones para separar números y palabras.
Ejemplos
Bueno hasta aca llegamos por ahora! Tenemos cubiertas las bases para poder seguir hablando sobre Aldehidos, Cetonas, Acidos Organicos y demas para la proxima. Lo importante es dejar una base solida para poder seguir comprendiendo los temas proximos, espero que les sirva y les guste, cualquier critica constructiva es aceptada, si hay errores por favor avisen y lo veo. Muchas gracias por pasarse!
Si necesitan ayuda con Fisica (I y II) o con Quimica, pasense por mis posts que ya hay hecho! Hasta la proxima.