Propiedades Físicas y Químicas
Propiedades Físicas
| Propiedad | Inorgánicos | Orgánicos | |
|---|---|---|---|
| Estado físico | Sólido, líquido, gaseoso | Preferiblemente líquidos y sólidos | |
| Punto de ebullición y fusión | Elevados (superior a 700 °C) | Bajos (menor a 300 °C) | |
| Volatilidad | No volátiles | Volátiles (destilan con facilidad) | |
| Solubilidad en: | Agua | Generalmente solubles | Insolubles |
| Solventes no polares | Insolubles | Solubles | |
| Densidad | Generalmente mayor a 1 | Baja densidad |
Propiedades Químicas
| Propiedad | Inorgánicos | Orgánicos | |
|---|---|---|---|
| Elementos constituyentes | Conocidos 110 | C, H, O, N, S, P y Halógenos | |
| Tipos de enlace | Iónicos y covalentes | Generalmente covalente | |
| Velocidad de reacción: | Temperatura ambiente | Rápidos, por lo tanto de alto rendimiento | Lentos, de bajo rendimiento |
| Temperatura superior a la del ambiente | Muy rápidos | Desde rápidos hasta explosivos | |
| Mecanismos de reacción | Generalmente iónicos | Radicales libres, intermedios iónicos, etc. | |
| Presencia de catalizador por reaccionar | Usualmente no | Casi siempre necesita | |
| Reacciones secundarias | Generalmente no se presenta | Con frecuencia | |
| Conductividad eléctrica | Conductores cuando están fundidos o en soluciones acuosas | No conductores | |
| Número de compuestos | Hay por debajo del millón | Más de 2500 |
El Átomo de Carbono y Tipos de Enlaces que Forma
El carbono es un elemento no metálico que se encuentra ubicado en el grupo IVA (14), posee 4 electrones en su nivel de energía más externo.
La propiedad fundamental que posee el átomo de carbono es la de unirse con otros átomos de carbono formando cadenas de átomos que llamamos cadenas carbonadas.
Carbono tetravalente: es la característica más resaltante del carbono, ya que trabaja con 4 valencias y permite grandes cadenas de estabilidad.
Los compuestos orgánicos cuyos átomos de carbono están unidos por enlaces sencillos, se llaman saturados, mientras que los que están formados por 2 enlaces entre ellos se llaman insaturados, que a su vez se dividen en enlaces dobles y enlaces triples.
Clasificación de los Átomos de Carbono
Según la clasificación que ocupan, los átomos de carbono pueden ser:
- Primarios: cuando utiliza 1 valencia para unirse a un átomo de carbono y presenta 3 valencias libres.
- Secundarios: cuando utilizan 2 valencias para unirse a 2 átomos de carbono y quedan 2 valencias libres.
- Terciarios: cuando utiliza 3 valencias para unirse a 3 átomos de carbono y queda 1 valencia libre.
- Cuaternarios: cuando utilizan 4 valencias para unirse a 4 átomos de carbono y no queda valencia libre.
Tipos de Fórmulas Químicas
- Cadena abierta: Son las que originan compuestos alifáticos, pueden tener enlaces sencillos, dobles o triples.
- Ramificadas: Son las que están formadas por todo tipo de enlace y ramificaciones.
- Cerradas o cíclicas: Los átomos de carbono se enlazan cerrándose, formando anillos o ciclos que pueden ser simples o dobles.
Clases de Fórmulas
En los años anteriores en química estudiaron las fórmulas empíricas y las fórmulas moleculares.
- Empíricas: Son las más sencillas que existen, ejemplo: CH4
- Moleculares: Son las fórmulas reales, ejemplo: C4H8
Fórmulas Estructurales
Fórmula Estructural Semidesarrollada
Nos informa cómo están enlazadas las cadenas carbonadas, cuáles y cuántos átomos se unen a los átomos de carbono, ejemplo: CH3-CH2-CH3 (propano); CH3-CH2-CH2-CH3 (butano).
Fórmula Estructural Desarrollada
Además de señalarnos los enlaces de la cadena carbonada, también nos indican la distribución y los enlaces que forman la molécula.
Ejemplo: Propano
Grupo Funcional
Es el conjunto de átomos que presentan propiedades químicas características y que caracterizan una serie homóloga.
CH3OH metanol
CH3-CH2OH etanol
CH3-CH2-CH2OH propanol
CH3-CH2-CH2-CH2OH butanol
En este caso el grupo funcional es el radical oxidrilo (OH) que caracteriza la serie homóloga de los primeros 4 miembros de los alcoholes.
Sistema IUPAC
Los químicos han desarrollado un sistema de nomenclatura con un número relativamente pequeño de reglas que permite dar nombres específicos a los compuestos orgánicos.
Función Hidrocarburos
Esta función caracteriza a los compuestos formados únicamente por carbono e hidrógeno.
- Hidrocarburos saturados, alcanos o parafinas.
- Hidrocarburos insaturados con doble enlace, alquenos u olefinas.
- Hidrocarburos insaturados con triple enlace, alquinos o hidrocarburos acetilénicos.
- Cicloalcanos o naftalenos.
- Hidrocarburos aromáticos o hidrocarburos bencénicos.
Hidrocarburos Saturados, Alcanos o Parafinas
Su carácter principal es que poseen enlaces simples entre los átomos de carbono, por esta razón se les llama hidrocarburos saturados. Su fórmula general es CnH2n+2, donde “n” es un número entero. El nombre de los alcanos termina en ano.
Alcanos Lineales o Rectos
| Nombre | Fórmula Molecular | Fórmula Semidesarrollada |
|---|---|---|
| Metano | CH4 | CH4 |
| Etano | C2H6 | CH3-CH3 |
| Propano | C3H8 | CH3-CH2-CH3 |
| Butano | C4H10 | CH3-CH2-CH2-CH3 |
Nota: Los alcanos en cadena recta a partir del pentano se pone la letra n que significa normal:
| n-pentano | C5H12 | CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 |
| n-hexano | C6H14 | CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 |
| n-heptano | C7H16 | CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 |
| n-octano | C8H18 | CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 |
| n-nonano | C9H20 | CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 |
| n-decano | C10H22 | CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 |
Radicales Alquílicos
Estos se obtienen al eliminar un hidrógeno de un alcano, se identifican con la letra R y se nombran cambiando la terminación «ano» por «il» o «ilo».
| Alcano | Radical | ||
|---|---|---|---|
| Nombre | Fórmula | Nombre | Fórmula |
| Metano | CH4 | Metil | -CH3 |
| Etano | C2H6 | Etil | CH3-CH2– |
| Propano | C3H8 | Propil | CH3-CH2-CH2– |
| Butano | C4H10 | Butil | CH3-CH2-CH2-CH2– |
Otros Radicales Alquílicos Importantes
| Isopropil | |
| Isobutil | |
| Sec-butil | |
| Ter-butil |