Los seres vivos están formados principalmente por C carbono, H hidrógeno, O oxígeno y N nitrógeno, y, en menor medida, contienen también S azufre y P fósforo junto con algunos halógenos y metales. De ahí que los compuestos de carbono se conozcan con el nombre de compuestos orgánicos (o de los seres vivos). Pero, cuidado, también hay muchos otros compuestos de carbono que no forman parte de los seres vivos.
La parte de la Química que estudia los compuestos del carbono es la Química Orgánica o Química del Carbono, pues este elemento es común a todos los compuestos orgánicos.
La Química Orgánica es la Química del Carbono. Por compuestos orgánicos entendemos los compuestos del carbono, excepto los óxidos CO y CO2 y los carbonatos que se estudian como compuestos inorgánicos desde siempre. La Química Orgánica no es sólo la química de los compuestos de los seres vivos, son también los compuestos derivados del petróleo, del carbón, y los preparados sintéticamente en el laboratorio.
El número de compuestos orgánicos conocidos (varios millones en la actualidad) es muy superior al de compuestos inorgánicos, a pesar de ser tan pocos los elementos que entran en su composición. La razón de este hecho hay que buscarla en la capacidad que presenta el carbono para combinarse fácilmente consigo mismo y cos otros elementos mediante enlaces covalentes.
La configuración electrónica del carbono es:[C]=1s2 2s2 2px1 2py1 2pz0
Dada la poca diferencia de energía entre los orbitales 2s y los 2p es fácil promocionar un electrón 2s a un orbital 2p, obteniéndose la configuración:
[C]=1s2 2s1 2px1 2py1 2pz1
que permite la formación de cuatro enlaces covalentes por compartición de electrones, ya sea consigo mismo o con otros elementos, se gana así con creces la energía antes invertida en promocionar el electrón a un orbital superior.
El gran número de compuestos orgánicos y la tremenda variedad de sus tamaños y estructuras hace necesaria una mínima sistematización en su nomenclatura. La IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) diseñó unas normas que se basan fundamentalmente en la utilización de prefijos que indican el número de átomos de carbono de las cadenas carbonadas y sufijos para informar sobre la presencia de los diversos grupos funcionales, que se convierten en prefijos específicos cuando no actúan como grupo principal en los compuestos polifuncionales.
Veremos más despacio las normas básicas de formulación de las funciones orgánicas más representativas.
Fórmulas químicas
La fórmula química es la forma escrita de una molécula. Debe proporcionar, como mínimo, dos informaciones importantes: qué elementos forman el compuesto y en qué proporción se encuentran dichos elementos en el mismo.
La fórmula puede ser:
· Empírica:
Es la fórmula más simple posible. Indica qué elementos forman la molécula y en qué proporción están. Es la fórmula que se obtiene a partir de la composición centesimal de un compuesto. Por ejemplo, si tenemos un hidrocarburo (formado por H y C) podemos combustionarlo en presencia de oxígeno, y a partir del CO2 y H2O que se forman determinar la cantidad de C e H que contiene. Bastará calcular los moles de C e H, y dividir estas dos cantidades por el valor más pequeño determinando la proporción de los átomos en el compuesto, es decir, su fórmula empírica. Ejemplo : CH, compuesto formado por carbono e hidrógeno, en la proporción: 1 a 1.
· Molecular:
Indica el número total de átomos de cada elemento en la molécula. Para conocer la fórmula molecular a partir de la empírica es preciso conocer la masa molecular del compuesto. A partir de las propiedades coligativas, como presión osmótica, descenso crioscópico o aumento ebulloscópico, podemos determinar la masa molecular, y a partir de ésta la fórmula molecular con una simple proporción.Hay tres formas distintas de escribir una formula molecular
Formulas condensadas:
Indica el total de átomos de cada especie presentes en las moléculas; sólo muestran los símbolos de los elementos participantes y los subíndices que señalan la cantidad total de cada uno de ellos, sin indicar la forma en que están unidos. Por ejemplo, la formula condensada del etano es C2H6, la cual indica que esta molécula contiene dos carbonos y seis hidrógenos en su estructura.
Formulas desarrolladas
Indican en un plano la estructura de la molécula. Representan el modo de agrupación de los átomos que la forman y señalan los enlaces por medio de líneas. Por ejemplo, la formula desarrollada del etano es:Formulas semidesarrolladas:
Como su nombre lo indican, son en parte desarrolladas y en parte condensadas, muestran únicamente los enlaces que hay entre carbonos y con otros átomos distintos al hidrogeno; estos últimos se representan en forma condensada, por ejemplo, la formula semidesarrollada del etano es:
Las formulas semidesarrollada son muy útiles y prácticas, dado que permiten visualizar mejor una parte importante de la molécula, su esqueleto carbonado, misma que determina muchas de las propiedades físicas y químicas de un compuesto.
· Cada carbono debe tener 4 en laces(es tetravalente), ya sea que posea una hibridación sp3(4 en laces simples), sp2(un doble enlace y dos enlaces simples)o sp(un triple enlace y un simple enlace simple o dos dobles enlaces)
· Los hidrógenos presentes se unen a los carbonos mediante un enlace simple (son monovalentes). Los mismos hacen los halógenos (F, Cl, Br, y I).
· Si existen oxígenos en la molécula se forman dos enlaces(es divalente, ya sea uno doble o dos simples.
·
El nitrógeno es capaz de formar tres enlaces(es trivalente), ya sea uno triple, uno doble y uno simple o tres simples.
Bibliografia:Gutierrez Franco Monica, Lopez Cuevas Leticia, QUIMICA ORGANICA,edit.Person Educacion.primera edicion, 2009,pag.5
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