martes, 31 de enero de 2012

Lectura 4: Los Alcanos o Parafinas

También conocidos como hidrocarburos saturados es decir que poseen entre sus carbonos enlaces sencillos parafinas por ser poco reactivos químicamente

Recordemos que el sufijo para los alcanos es ano (enlaces sencillos) y los primeros prefijos son: met = l carbono; et = 2 carbonos; prop = 3 carbonos; but = 4 carbonos.

Ahora siguiendo las reglas de la IUPAC de unir el prefijo y sufijo correspondiente, veamos algunos ejemplos de cómo nombrar los alcanos.

Fórmula semicondensadaPrefijoSufijoNombre del compuesto
CH4metanometano
CH3 — CH3etanoetano
CH3 — CH2 — CH3propanopropano
CH3 — CH2— CH2 — CH3butanobutano
CH3 — CH2 — CH2 — CH2 — CH3pentanopentano

Partiendo del nombre, también es muy fácil elaborar la fórmula del compuesto:
Ejemplo: construir la fórmula del hexano.

El hexano tiene 6 carbonos enlazados con enlaces sencillos.
Entonces, se dibujan los 6 carbonos,
C — C — C — C — C — C
se colocan 3 hidrógenos a los carbonos de los extremos
CH3 — C — C — C — C — CH3
y dos hidrógenos a cada carbono central.
CH3 — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — CH3

Taller de lectura 4:

  1. El siguiente cuadro muestra la forma como se pueden representar los alcanos con fórmula estructural. cuente los carbonos y los hidrógenos y deduzca la fórmula molecular o condensada, completando el cuadro.
    AlcanoFórmula estructuralNúmero de carbonosnúmero de hidrógenosFórmula condensada
    Metano14CH4
    Etano..C2H6
    Propano...
    Butano....
    Pentano....
  2. Otra forma de representar los alcanos es con la fórmula semicondensada. Complete la siguiente tabla:
    AlcanoFórmula estructuralFórmula semicondensadaFórmula molecular
    Metano...
    Etano...
    Propano...
    Butano...
    Pentano...
  3. Escriba frente a cada prefijo el nñumero de carbonos
    1. Pent
    2. Hex
    3. Hept
    4. Oct
    5. Non
    6. Dec
  4. El número de hidrógenos es siempre el doble de carbonos más dos. Por tanto, la fórmula general de un alcano de cadena abierta es CnH2n+2. Escriba las fórmulas para los compuestos: hexano, heptano, octano nonano y decano.
  5. Escriba las fórmulas condensadas de los compuestos nonano y decano

lunes, 30 de enero de 2012

Lectura 3: Nomenclatura de Compuestos Orgánicos

En los comienzos de la química orgánica no había una forma determinada de nombrar sus compuestos. Por lo que se les fueron dando nombres de acuerdo a su origen, propiedades, aplicaciones etc. por ejemplo ácido fórmico (que provenía del ácido que inyectan las hormigas cuando pican), ácido cítrico proviene del ácido presente en las frutas ácidas) o ácido láctico ( que proviene del ácido presente en los productos derivados de la leche).
Este sistema se volvió muy confuso, cuando los científicos descubrieron muchos nuevos compuestos. Solo hasta, en 1949 se reunió la UNION INTERNACIONAL DE QUÍMICA PU APLICADA (IUPAC) y desde entonces viene publicando informes periódicos de aplicación y corrección de esta nomenclatura. Este sistema de nomenclatura establece una serie de reglas especiales y específicas que nos facilitan dar el nombre a cada uno de los compuestos orgánicos.
Veamos cuales son esas reglas:

Para nombrar compuestos orgánicos se utilizan prefijos y sufijosLos prefijos indican el número de carbonos presente en el compuesto
Los sufijos indican el grupo funcional

N° de carbonosPrefijo
1met
2et
3prop
4but
5pent
6hex
7hept
8oct
Grupo funcionalSufijo
Alcanoano
Alquenoeno
Alquinoino
Alcoholol
Aldehidoalt
Cetonaona
Aminaamina
Nitrilonitrilo

Observemos el siguiente ejemplo:

Taller de lectura 3:

  1. ¿En dónde se encuentran el ácido fórmico, láctico y cítrico, y a qué se deben tales nombres?
  2. ¿Qué significa la sigla IUPAC?
  3. ¿Qué indican los prefjos y sufijos en la nomenclatura de compuestos orgánicos?
  4. Escriba frente a cada prefijo el número de carbonos que indica, completando el cuadro
    PrefijoN° de carbonosEjemplo
    met1metano
    ..etano
    ..propano
    ..butano
    ..pentano
  5. ¿Qué número de carbonos indican los prefijos: pent, hex, oct, non y dec respectivamente?
  6. De acuerdo con la tabla de los sufijos, escriba frente a cada compuesto orgánico, si se trata de un alcano, alqueno, alquino o alcohol.
    CompuestoGrupo funcional
    metanolalcohol
    eteno.
    etino.
    propano.
    etanol.
    penteno.
    butino.
    propanol.
  7. ¿Por qué los alcanos o parafinas son llamados hidrocarburos saturados?
  8. Complete la siguiente tabla:
    CompuestoN° de carbonossufijoGrupo funcional
    metano1anoalcano
    etano...
    propano...
    butano...
    pentano...
    hexano...
  9. Según lo respondido en la tabla anterior ¿A qué grupo funcional pertenecen todos los compuestos y cuál es la terminación o sufijo que los identifica?
  10. Escriba a qué grupo funcional pertenecen los siguientes compuestos:
    compuestoGrupo funcionalsufijo
    eteno, propeno, buteno y pentenoalquenoeno
    etino, propino, butino y pentino..
    Metanol, etanol, propanol y butanol..
    Propanona, butanona y pentanona..

viernes, 27 de enero de 2012

Lectura 2: Clasificación de Compuestos Orgánicos

Clases de átomos de carbono

Los átomos de carbono pueden ser primarios, secundarios, terciarios o cuaternarios según el número de átomos de carbono que tengan enlazados veamos:
Carbono primario: es aquel que está unido a otro átomo de carbono
Carbono secundario: es aquel que está unido a otros dos átomos de carbono
Carbono terciario: es aquel que está unido a otros tres átomos de carbono
Carbono cuaternario: es aquel que está unido a otros cuatro átomos de carbono

En el siguiente mapa conceptual se hace un resumen de la clasificación de los compuestos orgánicos, en cuanto al tipo de cadenas de carbono que se presentan (cadenas abiertas y cadenas cerradas)

Veamos algunos ejemplos:

Recordemos que el grupo funcional son los átomos cuya presencia en una molécula o cadena de carbono, determina las propiedades características de una función. Así por ejemplo, el grupo funcional que identifica a la función ácido es:

Recordemos también que el grupo funcional es la parte activa de los compuestos. Y que el resto de la molécula es la parte inactiva, que se llama Radical y resulta de quitar un hidrogeno a una cadena de carbono y se representa con la letra: R
O también se representa así a un radical ácido

Veamos ahora algunos grupos funcionales de la química orgánica
FunciónGrupo FuncionalFórmula General
Parafina (alcano)— HR — H
Olefina (alqueno)
Alquino— C ≡ C —R — C ≡ C — R
Alcohol— OHR — OH
Ácido
Cetona
Éter— O —R — O — R

Taller de lectura 2:
  1. ¿Cómo pueden ser las clases de átomos de carbono según sus enlaces?
  2. ¿Cuándo un carbono es primario, secundario, terciario o cuaternario? Dé un ejemplo de cada uno
  3. ¿Cuáles pueden ser las dos grandes clases de compuestos orgánicos?
  4. ¿Qué diferencia hay entre un compuesto cíclico y uno acíclico?
  5. ¿Qué tipo de enlaces entre átomos de carbono, presentan los compuestos saturados como los alcanos?
  6. Los alqueno y alquinos son compuestos insaturados. ¿Qué tipo de enlaces presentan estos compuestos?
  7. ¿Qué diferencia se puede establecer entre los compuestos saturados como los alcanos y los insaturados como alquenos y alquinos?
  8. ¿Qué diferencia hay entre un compuesto carboxílico y uno heterocíclico?
  9. Cuál es la característica de los compuestos aromáticos?
  10. Observe las fórmulas de un compuesto alifático saturado y uno insaturado y escriba cuál es su diferencia
  11. ¿Qué es un grupo funcional?
  12. Escriba cuales son los grupos funcionales de los siguientes compuestos:
    Alcanos.
    Alquenos.
    Alquinos.
    alcoholes.
    Ácidos.
  13. ¿De dónde resulta un radical?
  14. Escriba en su cuaderno los siguientes radicales y de dónde provienen:
    Al metano CH4 se le quita un hidrógeno se forma el radical llamado metil CH3
    Al etano C2H6 se le quita un hidrógeno y se forma el radical llamado etil C2H5
    Al propano C3H8 se le quita un hidrogeno y se forma el radical llamado propil C3H7
  15. Complete la siguiente tabla:
    NombreFórmula condensadaRadicalNombre
    MetanoCH4CH3Metil
    EtanoC2H6..
    PropanoC3H8..
    ButanoC4H10..
    PentanoC5H12..
Lectura 1: Química del Carbono

Es aquella parte de la química que estudia los compuestos qué contienen carbono. También llamada química orgánica veamos porque:
Su nombre se debe a que inicialmente estudiaba todas las sustancias obtenidas como producto de las transformaciones que se realizaban en organismos animales y vegetales, .esto no es del todo cierto, debido a que muchas sustancias orgánicas se obtienen todavía de los seres vivos y no se han logrado sintetizar en el laboratorio, sin embargo, en contraposición se han conseguido fabricar materiales orgánicos que no produce la naturaleza tales como nylon, el PVC, muchos colorantes que se utilizan en la industria y centenares de drogas de aplicación farmacéutica.

HISTORIA E IMPORTANCIA DE LA QUIMICA ORGANICA

El conocimiento y utilización de los compuestos orgánicos se confunde con el origen mismo del ser humano. En la Biblia existen múltiples referencias, desde la época de Noé, a la utilización del vino, del vinagre, de los colorantes de los venenos, remedios, pócimas, ungüentos, perfumes y esencias, que están constituidos por sustancias orgánicas.

Los antiguos egipcios utilizaban la médula de la planta de papiro para escribir sus jeroglíficos.

Los colorantes de origen natural eran conocidos y manejados por el hombre desde tiempos antiguos, como la tintura azul de índigo, obtenida de la especie indigofera, utilizada por los egipcios para colorear las vendas de sus momias, la tintura de cochinilla (ácido carmínico), que aún se extrae de la hembrea de la cochinilla, insecto que habita en los cactus de Centroamérica, tintura muy apreciada por los grandes maestros de la pintura renacentista. Los fenicios obtenían el colorante púrpura real (púrpura de Tiro), extraída de un molusco del mediterráneo.

Se fabricaban también extractos de plantas para causar la muerte. Famoso es el caso del filósofo griego Sócrates que en 399 ac. Fue condenado a beber cicuta, Extracto de una planta que contiene la cicutina; alcaloide muy toxico.

Pero por fortuna también se extraían sustancias benéficas que servían para recuperar la salud. El mismo Hipócrates (hacia 460 a 377a.C) considerado el padre de la medicina, establece referencias de sustancias curativas de origen natural: en los siglos XVI y XVII tuvo gran desarrollo la iatroquímica o química médica creada por Paracelso. Existen referencias del conocimiento que tenían los chinos de plantas antimaláricas en épocas muy antiguas.

En el siglo V ac. Conocían los griegos el proceso de destilación, desarrollado mucho tiempo después (Siglo VII dc.) por los árabes, que les permitió elaborar alcohol etílico, y ácido acético.

En la época actual, la química orgánica lograra sintetizar gran variedad de compuestos naturales o artificiales, para usos en la industria, en la medicina en el transporte, hasta el punto que se han conseguido entre otras, la síntesis de sustancias tales como la insulina, hormona secretada por el páncreas que regula el metabolismo de los azucares, utilizada en el tratamiento de la diabetes. Se han sintetizado además numerosos materiales plástico para diferentes usos y la primera vacuna sintética, contra la malaria, elaborada por el médico Colombiano Manuel Elkin Patarroyo y su equipo de colaboradores. Parte muy importante de la investigación se dirige hoy en día hacia la síntesis de nuevos materiales con propiedades específicas para solucionar problemas concretos y mejorar la calidad de vida de la humanidad.

Diferencias entre compuestos orgánicos e inorgánicos
Compuestos orgánicosCompuestos inorgánicos
Son combustiblesMuy pocos son combustibles
Son solubles en sustancias orgánicas y poco solubles en aguaSon insolubles en sustancias orgánicas y solubles en agua
Forman enlaces covalentesForman enlaces iónicos
actualmente se conocen alrededor de2,000,000Solo forman 60,000 compuestos
Presentan puntos de fusión y ebullición bajosPresentan puntos de fusión y ebullición altos
Formados principalmente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N) entre otros pocos elementosFormados por la mayoría de los elementos químicos

Gracias a sus características químicas, el átomo de carbono presenta siempre cuatro enlaces (puede estar unido a otros cuatro elementos) veamos:
Cada uno de los guiones que aparecen en la formula entre el átomo de carbono y los átomos de hidrogeno representan un enlace químico.

Clases de fórmulas en química orgánica
FórmulaDefiniciónEjemplo
EstructuralMuestran los enlaces entre todos los átomos e indican la forma de la molécula en el espacio
SemicondensadaMuestra únicamente los enlaces presentes entre los átomos de carbono e indica el número de átomos de los otros elementosCH3 — CH3
condensadaSolo indica la clase y el número de átomos presentes en un compuestoC2H2

Taller de lectura 1:

  1. ¿Qué estudia la química orgánica?
  2. ¿A qué se debe el nombre de química orgánica?
  3. ¿Qué materiales se han podido fabricar que no produce la naturaleza?
  4. ¿A qué se refiere el término industria farmacéutica?
  5. ¿Qué nombre recibía la planta con la cual los egipcios escribían los jeroglíficos?
  6. ¿Qué usos tenía la tintura azul de índigo, la de cochinilla y la púrpura de tiro?
  7. ¿Qué es la cicuta?
  8. ¿A qué se refiere el término iatroquímica y quien lo empleó?
  9. ¿Qué compuestos orgánicos se pueden elaborar mediante la destilación?
  10. ¿Qué función cumple la insulina en el organismo humano?
  11. ¿En qué sustancias son solubles los compuestos orgánicos?
  12. El punto de ebullición es la temperatura a la cual una sustancia liquida pasa a gas (se evapora). ¿Cómo es el punto de ebullición en los compuestos orgánicos?
  13. ¿Qué elementos forman a los compuestos orgánicos?
  14. ¿Qué elementos forman a los compuestos inorgánicos?
  15. ¿Cuántos enlaces presenta un átomo de carbono y como se representan en una fórmula?
  16. ¿Qué diferencia hay entre una formula estructural; una semicondensada y una condensada?