Química Orgánica
La Química Orgánica es la ciencia que estudia el comportamiento y la función de los materiales orgánicos y los seres vivos. El elemento principal en estos compuestos es el carbono, que puede unirse al hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y los elementos halogenados (flúor, cloro, bromo, yodo).
Tipos de Compuestos Orgánicos
Las familias químicas se clasifican de acuerdo con el tipo de átomo con el que se combina el carbono.
Códigos Orgánicos, Grupos o Familias (Según su estructura)
Grupo funcional: Es un átomo o grupo de átomos que forman parte de una molécula más grande y que le confiere un comportamiento químico característico, sin importar su tamaño o complejidad.
Según su estructura, los compuestos orgánicos pueden ser:
- Isocíclicos
- Heterocíclicos
- Acíclicos o alifáticos
Sustituyente: Átomo o grupo de átomos que se encuentran unidos a una cadena hidrocarbonada, reemplazando a un átomo de hidrógeno.
Radical: Átomo o grupo de átomos que poseen un electrón desapareado. Son altamente reactivos y suelen encontrarse como sustituyentes de moléculas mayores. El radical se denomina grupo alquilo.
Análisis Químico
Análisis Cuantitativo: Reconocer la cantidad real de una sustancia.
Análisis Cualitativo: Reconocer las características y cualidades de una sustancia.
Análisis Químico Orgánico
Se clasifican según sus características fisicoquímicas. No solo se busca saber qué elementos y cuántos de cada uno de ellos hay en un compuesto, sino también es necesario conocer la función a la cual pertenece.
Análisis elemental (mecánica): Decantación, tamizado, imantación, centrifugación, filtrado.
Análisis inmediato (físico): Cromatografía, cristalización, destilación, evaporación, calcinación.
Análisis químico: Lixiviación y reacciones químicas.
Fórmulas Químicas
Fórmula empírica: Indica la relación proporcional entre el número de átomos de cada elemento presente en la molécula, sin que esta relación señale necesariamente la cantidad de átomos. También se conoce como fórmula mínima (ej. CH2O).
Fórmula molecular: Define con precisión el número de átomos de cada elemento químico presente en la molécula. También conocida como fórmula condensada.
Fórmula electrónica: Indica el carácter electrónico de los átomos en la molécula o si la unión entre ellos es iónica o covalente.
Cálculo de la Fórmula Molecular:
- Buscar los pesos atómicos de los elementos dados.
- Dividir los porcentajes dados entre su respectivo peso atómico.
- Dividir cada resultado obtenido en el paso 2 entre el menor resultado y entre sí mismo.
Hidrocarburos
Los hidrocarburos son compuestos orgánicos de cadenas hidrocarbonadas conformadas por carbono e hidrógeno.
Alcanos
Los alcanos son compuestos orgánicos saturados con enlaces simples en su estructura entre carbono-carbono. Su fórmula general es CnH2n+2 y tienen como terminación el sufijo»-an». También se conocen como parafinas (ej. C-C-C-C-C).
Alquenos
Los alquenos son compuestos orgánicos insaturados donde debe existir por lo menos un enlace doble en su estructura entre carbono-carbono. Su fórmula general es CnH2n y tienen como terminación el sufijo»-en». Son débilmente polares y sus propiedades físicas son parecidas a las de los alcanos. También se conocen como olefinas (ej. C=C-C-C-C).
Compuestos dienos: Hidrocarburos que poseen dos dobles enlaces entre carbono-carbono (ej. C=C-C=C).
Compuestos trienos: Hidrocarburos que poseen tres dobles enlaces entre carbono-carbono (ej. C=C-C=C=C).
Alquinos
Los alquinos son compuestos orgánicos insaturados donde debe existir por lo menos un triple enlace en su estructura entre carbono-carbono. Su fórmula general es CnH2n-2 y tienen como terminación el sufijo»-in» (ej. C-C-C≡C-C).
Compuestos diinos: Hidrocarburos que poseen dos triples enlaces entre carbono-carbono (ej. C≡C-C≡C).
Compuestos eninos: Hidrocarburos que poseen enlaces dobles y triples entre carbono-carbono (ej. C-C=C-C≡C).
Cicloalcanos
Los cicloalcanos son alcanos en los cuales los átomos de carbono están unidos por enlaces sencillos y forman anillos. Su fórmula general es CnH2n. Tienen características parecidas a los alcanos y, en su mayoría, dan reacciones de sustitución.
Compuestos Aromáticos
Los compuestos aromáticos se refieren a un grupo amplio que contiene, por lo general, anillos cerrados de átomos de carbono. Algunos aromáticos también pueden contener oxígeno y nitrógeno.
Benceno
El benceno es un líquido incoloro de olor característico y sabor quemado. Su fórmula es C6H6 y es la unión de enlaces simples y dobles entre carbono-carbono. Es poco soluble en agua y es un disolvente eficaz.
Tolueno
El tolueno es un hidrocarburo incoloro presente en el alquitrán de hulla. También se conoce como tolual o metilbenceno. Su fórmula es C6H5CH3.
Nitrobenceno
El nitrobenceno es un líquido oleoso incoloro o amarillo de olor fuerte a almendras amargas y de fórmula C6H5NO2.
Métodos de Obtención del Benceno
- A partir de petróleo
- A partir de feliteno
- Por descarboxilación de benzoato de sodio
- Por reducción del fenol
- Reacciones de Grignard
Fórmulas Estructurales
Fórmula estructural: Indica las posiciones que ocupan los átomos con relación a los otros, es decir, da información acerca de la estructura de la molécula.
Fórmula espacial o estereoquímica: Representa la posición relativa de los átomos situados en el espacio tridimensional.