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QUÍMICA ORGÁNICA

La química orgánica es la disciplina científica que estudia la estructura, propiedades, síntesis y reactividad de compuestos químicos formados principalmente por carbono e hidrógeno, los cuales pueden contener otros elementos, generalmente en pequeña cantidad como oxígeno, azufre, nitrógeno, halógenos, fósforo, silicio.

El término “orgánico” procede de la relación existente entre estos compuestos y los procesos vitales, sin embargo, existen muchos compuestos estudiados por la química orgánica que no están presentes en los seres vivos, mientras que numerosos compuestos inorgánicos forman parte de procesos vitales básicos, sales minerales, metales como el hierro que se encuentra presente en la hemoglobina

Los compuestos orgánicos presentan una enorme variedad de propiedades y aplicaciones y son la base de numerosos compuestos básicos en nuestras vidas, entre los que podemos citar: plásticos, detergentes, pinturas, explosivos, productos farmacéuticos, colorantes, insecticidas

Compuestos Orgánicos• Compuesto orgánico o molécula orgánica

es un compuesto químico más conocido como micro molécula o estitula que contiene carbono, formando enlaces carbono-carbono y carbono-hidrógeno. En muchos casos contienen oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, boro, halógenos y otros elementos menos frecuentes en su estado natural.

• Estos compuestos se denominan moléculas orgánicas. Algunos compuestos del carbono, carburos, los carbonatos y los óxidos de carbono, no son moléculas orgánicas.

Propiedades de los

Compuestos Orgánicos

1. Los compuestos orgánicos están formados por muy pocos elementos químicos:

Elementos Organógenos: Son los que están presentes en la gran mayoría de los compuestos orgánicos. Entre ellos tenemos a: C, H, O, N.

Elementos Secundarios: Son los elementos que están presentes en algunos compuestos orgánicos, entre ellos tenemos al sodio, magnesio, calcio, hierro, bromo, cloro, silicio.

2. Esencialmente son covalentes, es decir que hay compartición de electrones entre sus

átomos, aunque excepcionalmente existen compuestos iónicos como los alcóxidos,

jabones, detergentes, etc..

3. No se disuelven en el agua porque son sustancias apolares, pero son solubles en

disolventes apolares como el benceno (C6H6), tetracloruro de carbono (CCl4),

ciclohexano (C6H12), disulfuro de carbono (CS2), etc..

4. Se descomponen con relativa facilidad al calentarlos, es decir que no soportan altas temperaturas (por lo general menores de 400°C), por esta razón muchos de ellos se

refrigeran para retardar su descomposición.

5. Casi todas las sustancias orgánicas son combustibles (por poseer carbono e hidrogeno), como por ejemplo: los

derivados del petróleo, gas natural, alcoholes, etc..

6. Sus reacciones químicas son mas lentas que los compuestos inorgánicos y su rendimiento es

menor porque suele producirse una mayor cantidad de reacciones secundarias.

7. Presentan el fenómeno de isomería. Los isómeros son compuestos que tienen igual formula molecular pero diferente estructura

molecular, por ello sus propiedades son diferentes.

QUÍMICA DEL CARBONO

Carbono, de símbolo C, es un elemento crucial para la existencia de los

organismos vivos, y que tiene muchas aplicaciones industriales importantes.

Su número atómico es 6; y pertenece al grupo 14 (o IV A) del sistema periódico.

Las propiedades físicas y químicas del carbono dependen de la estructura cristalina del elemento.

Un gran número de metales se combinan con el elemento a temperaturas elevadas para formar carburos.

Con el oxígeno forma tres compuestos gaseosos: monóxido de carbono, CO, dióxido de carbono, CO2, y subóxido de carbono, C3O2.

Los dos primeros son los más importantes desde el punto de vista industrial.

El carbono es un elemento único en la química porque forma un número de compuestos mayor que la suma total de todos los otros elementos combinados.

Estado natural• El carbono es un elemento ampliamente

distribuido en la naturaleza, aunque sólo constituye un 0,025% de la corteza terrestre, donde existe principalmente en forma de carbonatos.

• Varios minerales, como caliza, dolomita, yeso y mármol, tienen carbonatos.

Aplicaciones científicasEl isótopo del carbono más común es el carbono 12; en 1961 se eligió este isótopo para sustituir al isótopo oxígeno 16 como medida patrón para las masas atómicas, y se le asignó la masa atómica 12.Los isótopos carbono 13 y carbono 14 se usan como trazadores (consultar Trazador isotópico) en la investigación bioquímica. El carbono 14 se utiliza también en la técnica llamada método del carbono 14, que permite estimar la edad de los fósiles y otras materias orgánicas.

Configuración ElectrónicaEl átomo de carbono constituye el elemento esencial de toda la química orgánica, y debido a que las propiedades químicas de elementos y compuestos son consecuencia de las características electrónicas de sus átomos y de sus moléculas, es necesario considerar la configuración electrónica del átomo de carbono para poder comprender su singular comportamiento químico.

GRUPOS FUNCIONALESEl carbono puede enlazarse con otros átomos de carbono adicionalmente al hidrógeno tal como se ilustra en el siguiente dibujo de la molécula etano (CH3—CH3):

El carbono puede también formar cadenas en rama, como en el hexano y el isohexano:

Puede formar anillos, como en el cyclohexano:

Pareciera que no hay límites al número de estructuras diferentes que el carbono puede formar. Para añadirle complejidad a la química orgánica, átomos de carbono vecinos pueden formar enlaces dobles o triples adicionalmente a los enlaces sencillos de carbono-carbono:

CALORIMETRÍALa calorimetría mide el calor en una reacción química o un cambio de estado usando un instrumento llamado calorímetro. Pero también se puede emplear un modo indirecto calculando el calor que los organismos vivos producen a partir de la producción de dióxido de carbono y de nitrógeno (urea en organismos terrestres), y del consumo de oxígeno.

ΔU = cambio de energía internaComo la presión no se mantiene constante, el calor medido no representa el cambio de entalpía.

Sodio •Funciones: Control del equilibrio hídrico corporal, transmisión nerviosa, contracción muscular.•Fuentes: Sal, productos salados, anchoas.•Síntomas de carencia: Son raros, sólo en casos de diarrea o vómitos persistentes. Lo normal es que haya un exceso.•Necesidades diarias: 3 gr. al día.

Hierro•Si se toman suplementos de hierro, es importante que éste sea orgánico para evitar acumulaciones tóxicas en el organismo.•Funciones: Producción de glóbulos rojos. Producción de células inmune defensivas: glóbulos blancos.•Fuentes: Carne, pescado, huevos, marisco, espinacas, espárragos, pasas, sémola de trigo, brotes de alfalfa. •Síntomas de carencia: Anemia, fragilidad de los huesos, grietas en comisuras labiales, depresión. •Necesidades diarias: 15-24 MG al día.

Zinc•Funciones: Coenzima en una docena de reacciones químicas esenciales. Regeneración de piel, cabello y uñas. Sistema inmunológico. División celular.•Fuentes: Pescado, marisco, germen de trigo, avena, frutos secos, legumbres.•Síntomas de carencia: Acné, pérdida del gusto, infecciones frecuentes, piel descamada, irritabilidad, amnesia, reacciones paranoides, mala cicatrización.•Necesidades diarias: 15-24 MG al día.

Selenio•Funciones: Potente antioxidante contra los radicales libres. Formación del sistema inmunológico. •Fuentes: Marisco, carne, cereales y semillas (dependen del suelo de cultivo).•Síntomas de carencia: Colesterol elevado. Infecciones frecuentes. Mal funcionamiento de hígado y páncreas.•Necesidades diarias: 100-200 MG al día.