Química Orgánica: El Estudio de los Compuestos del Carbono

La química orgánica es la rama de la química que estudia los compuestos del carbono y sus reacciones. Una amplia gama de sustancias, incluyendo medicamentos, vitaminas, plásticos, fibras sintéticas y naturales, hidratos de carbono, proteínas y grasas, están formadas por moléculas orgánicas.

Los químicos orgánicos determinan la estructura de las moléculas orgánicas, estudian sus reacciones y desarrollan procedimientos para sintetizar compuestos orgánicos. Esta rama de la química ha tenido un profundo impacto en la vida desde el siglo XX: ha perfeccionado los materiales naturales y ha sintetizado sustancias naturales y artificiales que han mejorado la salud, aumentado el bienestar y favorecido la utilidad de casi todos los productos actuales.

Los materiales orgánicos son aquellos que poseen el elemento carbono en su estructura química. Esto incluye a todos los seres vivos, los hidrocarburos, y en especial el petróleo y sus derivados.

Radicales

En química, un radical (antes referido como radical libre) es una especie química (orgánica o inorgánica) extremadamente inestable y con gran poder reactivo debido a que posee un electrón desapareado. No debe confundirse con un grupo sustituyente, como un grupo alquilo, que forma parte de una molécula y no tiene existencia aislada.

Los radicales tienen existencia independiente, aunque con vidas medias muy breves. Se pueden sintetizar en el laboratorio, formar en la atmósfera por radiación, y también en los organismos vivos (incluido el cuerpo humano) por el contacto con el oxígeno, donde alteran las membranas celulares y atacan el material genético de las células, como el ADN.

Los radicales poseen una configuración electrónica de capas abiertas con al menos un electrón desapareado, susceptible de formar un enlace con otro átomo o átomos de una molécula. Desempeñan una función importante en la combustión, la polimerización, la química atmosférica, dentro de las células y en otros procesos químicos.

Grupos Funcionales

En química orgánica, un grupo funcional es un conjunto de átomos unidos a una molécula de cadena abierta. Suelen representarse genéricamente por R (radicales alquílicos), mientras que los aromáticos, o derivados del benceno, se representan por Ar (radicales arílicos).

Fórmulas Desarrolladas

Una fórmula desarrollada es un tipo de fórmula química que muestra todos los átomos que forman la molécula y los enlaces entre ellos. Es válida solo para compuestos covalentes, no para sustancias iónicas.

Importancia de la Química Orgánica

A pesar de su aparición tardía en la historia de la química, la química de los compuestos del carbono es la rama de las ciencias químicas que crece con mayor rapidez. La variedad de productos derivados del carbono es prácticamente ilimitada debido a las propiedades únicas del átomo de carbono. Esto la convierte en una fuente potencial de nuevos materiales con propiedades especiales, medicamentos, productos sanitarios, colorantes, combustibles, etc.

La materia viviente está, en parte, constituida por derivados del carbono. Las transformaciones que sufren los seres vivos se corresponden, a nivel molecular, con cambios o reacciones químicas de las sustancias biológicas. Azúcares, grasas, proteínas, hormonas y ácidos nucleicos son ejemplos de compuestos del carbono, y la bioquímica se ocupa de su síntesis y degradación en los organismos vivos.

La química también está presente en nuestra salud a través de medicamentos, vacunas y sueros. En la naturaleza, la química nos rodea. Productos naturales como el aire permiten funciones como la fotosíntesis. El agua es otro producto natural utilizado en la industria y en la vida diaria, como el agua potable para la alimentación y las labores domésticas. El agua destilada es pura, sin sales minerales, mientras que las aguas minerales contienen gran cantidad de sales.

El petróleo, los minerales y los metales como el aluminio y el hierro son otros ejemplos de productos naturales utilizados en la construcción, la industria y la joyería. Los plásticos y fibras artificiales son materiales sintéticos que usamos en nuestra vida diaria. Existen fuentes energéticas como la electricidad, obtenida de la transformación de diferentes energías: hidráulica, química nuclear, solar, mecánica, eólica, etc.

En nuestra vida diaria estamos en contacto directo con la química. El ser humano está en constante relación con ella.

Ejemplos de Hidrocarburos

Metano

Fórmula condensada: CH₄
Fórmula semidesarrollada: CH₄
Fórmula desarrollada:

      H
      |
H - C - H
      |
      H

Etano

Fórmula condensada: C₂H₆
Fórmula semidesarrollada: CH₃-CH₃
Fórmula desarrollada:

      H    H
      |    |
H - C - C - H
      |    |
      H    H

Propano

Fórmula condensada: C₃H₈
Fórmula semidesarrollada: CH₃-CH₂-CH₃
Fórmula desarrollada:

      H    H    H
      |    |    |
H - C - C - C - H
      |    |    |
      H    H    H

Butano

Fórmula condensada: C₄H₁₀
Fórmula semidesarrollada: CH₃-CH₂-CH₂-CH₃
Fórmula desarrollada:

      H    H    H    H
      |    |    |    |
H - C - C - C - C - H
      |    |    |    |
      H    H    H    H

Pentano

Fórmula condensada: C₅H₁₂
Fórmula semidesarrollada: CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃
Fórmula desarrollada:

      H    H    H    H    H
      |    |    |    |    |
H - C - C - C - C - C - H
      |    |    |    |    |
      H    H    H    H    H