Fundamentos de la Química Orgánica
La química orgánica se centra en el estudio de los compuestos de carbono. Los hidrocarburos, formados por carbono e hidrógeno, son fundamentales y se clasifican en varias familias:
- Alquinos: Hidrocarburos no saturados con triples enlaces (ej., etino o acetileno).
- Alcanos: Hidrocarburos saturados con enlaces simples (fórmula general: CnH2n+2 para alcanos lineales y CnH2n para cicloalcanos).
- Alquenos: Hidrocarburos no saturados con dobles enlaces (también conocidos como olefinas).
- Cicloalcanos: Alcanos de cadena cerrada.
- Hidrocarburos aromáticos: Hidrocarburos cíclicos insaturados, siendo el benceno el más representativo.
El carbono pertenece al Grupo 14 (carbonoideos) y es el elemento fundamental de los compuestos orgánicos. Otros elementos esenciales en estos compuestos son el hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y, en menor medida, otros como los halógenos.
Nomenclatura y Clasificación de Hidrocarburos
Los hidrocarburos se clasifican según su estructura en:
- Acíclicos: De cadena abierta (lineales o ramificados).
- Cíclicos: De cadena cerrada.
- Cicloalquenos: Hidrocarburos cíclicos con dobles enlaces.
- Derivados halogenados: Compuestos cíclicos donde al menos un átomo del ciclo no es carbono, sino un halógeno.
La principal fuente de hidrocarburos son el gas natural, el petróleo y la gasolina. Los alcanos, debido a su baja reactividad, también se conocen como parafinas.
Isomería
La isomería es una propiedad de compuestos con la misma fórmula molecular pero diferente estructura y, por lo tanto, diferentes propiedades. Por ejemplo, el alcano de seis átomos de carbono puede tener varios isómeros.
Aplicaciones y Compuestos Orgánicos Relevantes
Algunos ejemplos de aplicaciones y compuestos orgánicos importantes son:
- Asfalto: Utilizado para pavimentar caminos.
- Etano: Conocido comúnmente como gas.
- PVC (Policloruro de vinilo): Un polímero ampliamente utilizado.
- Etino (Acetileno): Utilizado para cortar metales.
- Benceno: Compuesto fundamental de los hidrocarburos cíclicos no saturados.
- TNT (Trinitrotolueno): Un explosivo potente.
- Clorofluorocarbonos (CFCs): Conocidos como freones, utilizados en refrigeración.
- Etanol, propanol, isopropanol: Utilizados como antisépticos.
- Acetona (Propanona): Utilizada como disolvente de uñas.
- Disulfuro de carbono: Utilizado como disolvente de azufre, grasas y fósforo.
- Glicerol (Propanotriol): También conocido como glicerina.
- Ácido ascórbico: Vitamina C.
- Aminoácidos: Presentes en manzanas verdes y componentes esenciales de las proteínas.
- Ésteres: Abundantes en la naturaleza, con olores y sabores a flores y frutas.
- Trimetilamina: Amina con olor a pescado podrido.
- Urea (Carbonildiamida): Una amida importante.
- Amidas cíclicas: Forman sustancias llamadas carbonas.
Bioquímica: Carbohidratos, Lípidos, Proteínas y Ácidos Nucleicos
Carbohidratos
Los carbohidratos se clasifican en monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. La glucosa es conocida como el azúcar de la sangre, y la fructosa es un producto de reserva en vegetales.
Lípidos
Los lípidos se clasifican según su origen.
Proteínas
Las proteínas se clasifican en fibrosas, globulares y de membrana.
Ácidos Nucleicos
Los ácidos nucleicos, como el ADN y el ARN, son los mensajeros de la información genética. Los nucleótidos pueden contener azúcares como la desoxirribosa.
Fórmulas Semidesarrolladas de Compuestos Orgánicos
A continuación, se presentan algunas fórmulas semidesarrolladas de compuestos orgánicos:
- Butano: CH3-CH2-CH2-CH3
- Ácido metanoico: H3C-(=O)-OH
- 2-Pentino: CH3-C≡C-CH2-CH3
- Metanol: CH3-OH
- Dietil éter: (CH3CH2)2O
- Propanona: CH3-CO-CH3
- Propanol: CH3-CH2-CH2-OH
- Cloruro de etanoílo: CH3COCl
- Etanoato de metilo: CH3COOCH3
- Antraceno: Estructura de tres anillos hexagonales fusionados.
- Aminobenceno (Anilina): C6H5NH2
- Butanamida: CH3-CH2-CH2-CONH2
- Anhídrido acético: (CH3CO)2O
- Ácido 2-aminobutanoico: CH3-CH2-CH(NH2)-COOH
- Ácido valérico: CH3-CH2-CH2-CH2-COOH