Propiedades físicas y químicas de compuestos orgánicos y fenómenos termodinámicos

Ejemplo de compuestos aromáticos eugenol: derivado fenólico conocido como esencia de cloro, se usa para material de obturación, supresión del dolor.

Reacciones químicas:

  • Combustión: liberación de calor, se genera principalmente en alcanos, se da en temperaturas elevadas, se libera dióxido de carbono y agua.
  • Oxidación: obtención de alcoholes y ácidos, se produce cuando una sustancia entra en contacto con el oxígeno, pérdida de electrones.
  • Pirolisis: se genera la ruptura de enlaces sencillos, se originan radicales que se recombinan produciendo alquenos e hidrógenos.
  • Halogenación: reacción típica de alcanos y cicloalcanos, se sustituye un átomo de hidrógeno por átomo halógeno, principalmente son Cl y Br.

Materia, energía y fenómenos físicos:

  • Materia: todo lo que tiene una masa y ocupa un espacio.
  • Masa: es la medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo.
  • Energía: capacidad de un sistema para realizar trabajo.
  • Exotérmicas: desprenden calor (energía).
  • Endotérmicas: absorben calor (energía).
  • Ley de la conservación de la materia: la suma de las masas de los reactivos debe ser igual a la suma de las masas de los productos.
  • Ley de la conservación de la energía: la materia no puede crearse ni destruirse en una reacción química, solo puede convertirse.
  • Estados de la materia:
    • Estado sólido: las sustancias son rígidas, difíciles de deformar, presentan dureza.
    • Estado líquido: libertad de movimiento, adopta la forma del recipiente, moléculas ligeramente separadas.
    • Estado gaseoso: son muy poco densas, ocupan todo el lugar del recipiente, son muy poco compresibles.
    • Plasma: átomos y moléculas están ionizados.

Evaporación-condensación = estado gaseoso

Deposición-sublimación = estado sólido

Solidificación-fusión = estado líquido

Propiedades físicas:

  1. Punto de fusión: temperatura que se utiliza para pasar un estado sólido a líquido.
  2. Punto de ebullición: temperatura que se necesita para pasar un estado líquido a gas.
  3. Densidad: determina la cantidad de masa que posee por unidad de volumen.

Propiedades químicas:

Están relacionadas con la reactividad de cada sustancia. Las moléculas pierden sus propiedades: toxicidad, oxidación, combustión, estabilidad química, inflamabilidad, reactividad, electronegatividad, efervescencia, radiactividad.

Cambio químico:

Es un proceso en el que una o más sustancias se combinan para generar nuevos compuestos con propiedades químicas diferentes. Es el resultado de una reacción química. Ejemplos: quemarse, oxidarse, cocinarse y pudrirse.

Cambio físico:

Es cuando la materia cambia de forma pero no de identidad química. Ejemplos: derretir, congelar, triturar.

Sistema termodinámico:

Es una parte del universo que se aísla para su estudio. Puede ser aislado, cerrado o abierto.

  • Sistema aislado: aquel que no intercambia ni materia ni energía.
  • Sistema cerrado: aquel que intercambia energía (calor y trabajo) pero no materia (su masa permanece constante).
  • Sistema abierto: aquel que intercambia energía y materia.

Mezclas:

Son combinaciones de sustancias puras. Cada sustancia conserva sus propiedades físicas y químicas en la mezcla.

  • Homogéneas: cuando las propiedades de una mezcla no varían de un punto a otro.
  • Heterogéneas: las propiedades cambian al ir moviéndonos por la disolución.

Funciones oxigenadas:

Derivados halogenados: se obtienen al sustituir uno o más hidrógenos por uno o más halógenos. La reacción mediante la cual se obtiene derivados halogenados a partir de alcanos se denomina reacción de sustitución. Los derivados halogenados se dividen en derivados monohalogenados (1) y polihalogenados (2 o más). Los derivados monohalogenados de los hidrocarburos saturados son halogenuros de alquilo.

Enlace sencillo forma enlace sigma: 10 sigma

Enlaces dobles o triples mediante pi: 8 sigmas, 2 pi

Cadena:

  • Abierta o cerrada
  • Acíclicos: cadena abierta
  • Cíclicos: cadena cerrada → isocíclicos (iguales) → alicíclicos (enlaces sencillos), aromáticos (2 o más enlaces dobles), heterocíclicos (diferentes)

Hidrocarburos:

Compuestos formados por carbono e hidrógeno.

  • Saturados: enlaces sencillos
  • Insaturados: al menos 1 enlace doble o triple

Fórmula molecular:

Indica solo la cantidad de átomos totales (C4H10).

Fórmula semidesarrollada:

Cantidad de átomos de carbono unidos a otros elementos (CH3-CH2-CH2-CH3).

Fórmula desarrollada:

Representa el modo de agrupación de todos los átomos.

Alcanos:

Son hidrocarburos saturados de cadena lineal mediante enlaces sencillos.

Propiedades físicas y químicas de alcanos:

Los primeros 4 alcanos son gaseosos, los que tienen de 5 a 16 son líquidos, los que tienen 17 o más son sólidos. Son insolubles.

Cicloalcanos:

Hidrocarburos de cadena cerrada. Para escribir su fórmula desarrollada se dibuja una figura geométrica.

Alquenos:

Son hidrocarburos insaturados con al menos un enlace doble. Terminación -eno. Deben tener 2 átomos de carbono. A partir de tener 4 átomos de carbono, se debe indicar el número donde se localiza el enlace doble. Si hay 2 o más enlaces dobles, se ponen di o tri. Se agrega la letra ‘a’ si hay 2 o más enlaces dobles. Se empieza a contar según el doble enlace se encuentre cerca.

Propiedades físicas y químicas de alquenos:

Los primeros 3 compuestos son gases, los siguientes son líquidos (hasta el 15), con más de 16 son sólidos. Son insolubles en agua.

Estructura y nomenclatura de cicloalquenos:

Son hidrocarburos no saturados, de cadena cerrada. Contienen al menos un enlace doble. Se antepone al término ‘ciclo’.

Ejemplo de alqueno:

Suturas de polipropileno: sutura quirúrgica no absorbible.

Alquinos:

Hay al menos 2 átomos de carbono unidos con un enlace triple. Terminación -ino.

Propiedades físicas y químicas de alquinos:

Los primeros 3 compuestos son gaseosos.

Halogenuros de alquilo primarios:

En principio se menciona el halógeno (X) correspondiente y luego el hidrocarburo (CH2-CH2-Br bromoetano).

Halogenuros de alquilo secundarios:

No se unen directamente al inicio de la cadena (en medio).

Derivados polihalogenados:

La molécula cuenta con 2 o más átomos de halógeno. Se anteponen los prefijos di (2) y tri (3).

Alcoholes:

Se forman cuando se sustituye en los hidrocarburos 1 o más átomos de hidrógeno por 1 o más grupos de hidroxilo (-OH). Pueden ser primarios o secundarios.

  • Primario: en un extremo. Se sustituye la terminación -ano por -anol.
  • Secundario: en medio.

Nomenclatura de algunos polialcoholes o alcoholes polivalentes:

Numeración de OH, nombre de hidrocarburo (alcano), prefijo (# OH) -ol.

Aldehídos:

Grupo funcional carbonilo (-CHO). Alcohol deshidrogenado. Terminación -al.

Cetonas:

Se unen a 2 radicales alquilo (-CO). Terminación -ona.

Éteres:

Se unen mediante un átomo de oxígeno (R-O-R). Se antepone la palabra ‘éter’ al nombre de los radicales, en orden alfabético. Terminación -ico. Ejemplo: éter dietílico o éter etílico. Éter etil-metílico, metil, etil, propil, butil, pentil, hexil, heptil.

La evaporación es el proceso físico por el cual la materia pasa del estado líquido al estado gaseoso. Es un proceso lento y gradual que ocurre cuando la materia en estado líquido recibe cierta cantidad de temperatura.

Cromatografía: permite la separación, identificación y determinación de los componentes químicos en mezclas complejas, separación de tintas.

Sedimentación: es la acumulación de materiales sólidos.

Decantación: es un procedimiento físico en el que se separa un sólido o líquido provisto de mayor densidad de otro que, al tener menor densidad, ocupa la parte superior de una mezcla heterogénea.

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