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CICLO 6 QUÍMICA
Química orgánica. La Química Orgánica se basa en el
estudio de los compuestos de carbono.
El carbono es el elemento 6 de la tabla
periódica y puede formar más
compuestos que ningún otro elemento
por tener la capacidad de unirse entre sí
formando cadenas lineales o ramificadas
Los átomos de carbono forman cadenas
muy estables y anillos, y puede
combinarse con otros elementos tales
como hidrógeno, oxígeno, nitrógeno,
azufre y fósforo.
SE DENOMINA ALOTROPÍA a la
existencia de diversas formas de un
elemento químico, con estructura
diferente pero un mismo estado físico,
En el átomo de carbono, desde hace
tiempo se conocen dos formas
alotrópicas
el diamante: con los átomos en
una red tetraédrica
el grafito: una red hexagonal
plana.
Más recientemente, se han descubierto
otras estructuras, elevando el número de
alotropías principales del carbono al
menos a cuatro
El carbono tiene seis protones y seis
electrones (Z=6).
Sus isótopos naturales son: C-12 (99 %),
C- 13 (1%), C-14 (trazas). los isotopos son
átomos del mismo elemento (que tienen
el mismo número de protones) pero con
diferente peso atómico debido a que
difiere el número de
neutrones de su núcleo.
Una mol de carbono pesa
12,01𝑔
𝑚⁄
la configuración
electrónica muestra que
hay 4 electrones en su última capa
(1𝑠22𝑠22𝑝2 ), el carbono tiende
a compartir 4 electrones
mediante enlaces
covalentes.
Existen varios tipos de
enlaces:
simples: (comparten un par de
electrones), Se forman entre dos
átomos de un compuesto
covalente, debido a la superposición
directa o frontal de los orbitales; es
más fuerte y determina la geometría
de la molécula.
Enlace sigma s (𝜎) se manifiesta
cuando se recubren dos orbitales 𝜎
Dobles o triples: dos átomos
comparten 2 o 3 pares de electrones entre si
ENLACE Pi (𝜋 )
Se forma después del enlace
sigma; es el segundo o tercer
enlace formado entre dos
átomos, debido a la superposición
lateral de los orbitales p. Sus
electrones se encuentran en
constante movimiento. Dentro de
estos encontramos los enlaces
dobles (comparten dos
pares),
triples (comparten tres
pares)
aromáticos, que son
"enlaces especiales", que
pueden considerarse
intermedios entre los
enlaces simples y dobles.
Hidrocarburos Los HIDROCARBUROS son compuestos
orgánicos formados únicamente por
átomos de carbono e hidrógeno.
La estructura molecular consiste en un
armazón de átomos de carbono (en
negro) a los que se unen los átomos de
hidrógeno (en blanco).
Las cadenas de átomos de carbono
pueden ser lineales o ramificadas y
abiertas o cerradas.
Los hidrocarburos se pueden diferenciar
en dos tipos que son ALIFÁTICOS Y
AROMÁTICOS
LOS ALIFÁTICOS, a su vez se pueden
clasificar en alcanos, alquenos y
alquinos según los tipos de enlace que
unen entre sí los átomos de carbono
Nomenclatura IUPAC
El nombre de una sustancia tiene tres
partes en el sistema de nomenclatura
IUPAC:
𝒑𝒓𝒆𝒇𝒊𝒋𝒐, 𝒔𝒖𝒔𝒕𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒑𝒓𝒊𝒏𝒄𝒊𝒑𝒂𝒍 𝒚 𝒔𝒖𝒇𝒊𝒋𝒐
.
Prefijo: posición de los grupos
funcionales y demás sustituyentes de la
molécula.
Sustancia Principal: Parte Central de la
molécula
Sufijo: Identifica la Familia del grupo
funcional a la que pertenece la molécula.
𝑷𝒓𝒆𝒇𝒊𝒋𝒐 − 𝑺𝒖𝒔𝒕𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂 𝑷𝒓𝒊𝒏𝒄𝒊𝒑𝒂𝒍 −
𝑺𝒖𝒇𝒊𝒋𝒐
ALCANOS
Son Hidrocarburos saturados ya que
tienen muchos Hidrógenos y solo tienen
enlaces simples, acíclicos ósea no
pertenecen a los aromáticos.
Ejemplos de alcanos tenemos la
Parafinas: parumaffinis, poca afinidad.
Solo presenta enlaces
sencillos
𝐶 − 𝐶 𝑦 𝐶 − 𝐻. y el
carbono está en etapa
Carbono 𝑠𝑝3, su fórmula
General: 𝐶𝑛𝐻2𝑛 + 2
ALCANOS LINEALES
Se nombran mediante un
prefijo que indica el número
de átomos de carbono de la
cadena y el sufijo –ano.
El más sencillo de los hidrocarburos, es el
metano que está formado por un solo
átomo de carbono unido a 4 átomos de
hidrógeno.
GRUPOS ALQUILO
No son compuestos por si mismos, sino
que forman parte de moléculas más
grandes.
Se nombran sustituyendo, en el nombre
del alcano correspondiente, el sufijo –
ano por –ilo.
Se emplea el símbolo R para representar
un grupo alquilo cualquiera
𝐶𝐻4 𝑀𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜 − − − − 𝐶𝐻3 − 𝑀𝑒𝑡𝑖𝑙(𝑜)
𝐶𝐻3𝐶𝐻3 𝐸𝑡𝑎𝑛𝑜 − 𝐶𝐻3𝐶𝐻2 − 𝐸𝑡𝑖𝑙(𝑜)
Los Hidrocarburos ramificados
surgen a partir de la unión de grupos
alquilo cadenas de carbono lineales.
Un ejemplo de esto se observa en estos
dos esqueletos de carbono diferentes
para la fórmula C5H12
Este
tipo
de
compuestos con
estructuras diferentes
pero que comparten
la misma
fórmula
molecular, se
llaman isómeros
Para nombrarlos se siguen algunas reglas, según IUPAC:
1. Se busca la cadena continua más
larga de átomos de carbono que
determina el nombre base del
alcano.
2. Se enumeran los átomos de
carbono de la cadena
comenzando del extremo que se
encuentra más cercano
a uno de los grupos
funcionales.
3. Asignar número
(posición) y tipo de
sustituyentes (nombre)
unidos a esta cadena
principal, por orden
alfabético precedidos
del número del
carbono al que están
unidos y de un guion, a
continuación, se añade
el nombre de la
cadena principal.
4. Si sobre un mismo átomo de
carbono hubiera más de un
sustituyente, se debe
indicar la posición y el nombre
del grupo alquilo con el prefijo de
la cantidad de sustituyentes
presentes.
CICLOALCANOS
Los hidrocarburos pueden existir en
forma cíclica, llamados cicloalcanos
HIDROCARBUROS ALIFATICOS INSATURADOS ALQUENOS U OLEFINAS
Contienen un doble enlace por
molécula, los más sencillos.
(−𝐶 = 𝐶 −)
Las raíces de los nombres derivan de
los alcanos que tienen igual número
de carbonos que la cadena más larga
que contiene el doble enlace.
En la nomenclatura sistemática
IUPAC se añade el sufijo –eno a la
raíz característica.
En cadenas de cuatro o más átomos de
carbono, se debe buscar la cadena más
larga que contenga al doble enlace.
Fórmulas generales de los alquenos
CnH2n
Reglas según IUPAC
Para numerar los átomos se debe
comenzar en el extremo más cercano al
doble enlace. En el caso de que el doble
enlace sea equidistante (igual distancia)
de los dos extremos, se comienza en el
extremo más cercano a la primera
ramificación.
La posición del doble enlace se indica por
un prefijo numérico que indica el átomo
con doble enlace Al nombrar los
alquenos se da preferencia al doble
enlace(posicional)
ALQUINOSOHIDROCARBUROSACETILENICOS ALQUINOS O HIDROCARBUROS ACETILENICOS
Contienen triples enlaces carbono-
carbono
(−𝐶 ≡ 𝐶−).
Se nombran siguiendo las mismas reglas
que se usaron para los alquenos,
añadiendo a la raíz característica de los
alcanos correspondientes el sufijo – ino.
El triple enlace tiene preferente posición
con respecto a los sustitutos cadena de
carbono, se le asigna el número más bajo
posible al nombrarlo.
Fórmulas generales de los alquinos:
CnH2n-2
HIDROCARBUROS AROMATICOS
Esta clase de compuestos están
formados principalmente por un anillo
de 6 átomos de carbono con tres dobles
enlaces, llamado BENCENO.
Compuestos por enlaces dobles 𝐶 − 𝐶 y
enlaces sencillos 𝐶 − 𝐻.
Cada 𝐶 𝑠𝑝2, tiene un
orbital “p” puro,
perpendicular al anillo,
que se traslapa
alrededor del mismo.
Bioelementos
Los bioelementos son los elementos
químicos que constituyen los seres vivos.
De los 112 elementos químicos que
existen, unos 70 se encuentran en los
seres vivos.
De éstos, sólo unos 22 se encuentran en
todos en cierta abundancia y cumplen
una función.
Los Bioelementos se clasifican en:
Bioelementos primarios: O, C,
H, N, P y S. Representan en su
conjunto el 96,2% del total.
Bioelementos
secundarios
: 𝑁𝑎+ , 𝐾+ , 𝐶𝑎2+ , 𝑀𝑔2+ , 𝐶𝑙 − .
Aunque se encuentran en menor
proporción que los primarios, son
también imprescindibles para los
seres vivos. En medio acuoso se
encuentran siempre ionizados.
Oligoelementos o elementos
vestigiales: Son aquellos que se
encuentran en los seres vivos en
un porcentaje menor del 0.1%.
Algunos, los indispensables, se
encuentran en todos los seres
vivos, mientras que otros,
variables, solamente los
necesitan algunos organismos.
Biomoléculas
Al combinar los bioelementos se
unen entre sí para formar moléculas
que llamaremos biomoléculas.
Estas moléculas se han clasificado
tradicionalmente en los diferentes
principios inmediatos, llamados así
porque podían extraerse de la
materia viva con cierta facilidad,
inmediatamente, por métodos
físicos sencillos, como: evaporación,
filtración, destilación, disolución,
etc.
Los diferentes grupos de principios
inmediatos son:
Inorgánicos: Agua,𝐶𝑂2 (dióxido de
carbono), Sales minerales.
Orgánicos: Glúcidos, Lípidos,
Prótidos o proteínas, Ácidos
nucleicos.
Ejercicios 1. Defina los siguientes conceptos
a. Isomería
b. Alotropía
c. Isotopía
2. Responda verdadero o falso
a. La química orgánica estudia
las moléculas que contiene
átomos de carbono ________
b. Los enlaces Pi 𝜋 son los que
generan el enlace covalente
sencillo por su gran fuerza
_________
c. Los hidrocarburos pueden ser
lineales, pero no ramificados
__________
d. El benceno es un
hidrocarburo cíclico que
presenta un enlace doble que
cania de ubicación por lo q se
representa con un anillo
__________
3. Escribe la formula química y el
nombre según las normas IUPAC de
los siguientes compuestos
4. ¿Cuál es la diferencia entre los
cicloalcanos y el benceno?
5. Realice un mapa conceptual de la
organización de los hidrocarburos
6. Llene la siguiente tabla:
Tipo de elemento Símbolo químico
Bioelementos primarios
Bioelementos secundarios
Oligoelementos b
7. ¿Los compuestos que componen
toda la materia orgánica o que en
algún momento estuvo vida son?
