QUIMICA ORGANICA
CONCEPTO:
Es la ciencia que estudia la estructura y propiedades de los com-
puestos del carbono que constituyen principalmente la materia viva, su aplicación
a la industria y al desarrollo tecnológico.
Es llamada tambien Química de los Compuestos del Carbono,
en esta rama de la Química se exceptuan a los compuestos: CARBONATOS,
FERRICIANUROS, etc. que contienen carbono pero forman parte de la Química
Inorgánica.
GENERALIDADES:
Antiguamente la química se dividia en inorgánica o mineral y en orgánica,deno-
minada asi porque se encargaba del estudio de los compuestos elaborados dentro de los organismos vivientes. Para lo cual se necesitaba de una fuerza vital.
En 1826 el químico alemán Federich Wholer elaboro el primer compuesto orgá-
nico artificialmente que fue la úrea a partir de compuestos inorgánicos.
Los compuestos Orgánicos estan formados por:
*Elementos Organógenos: C, H, O, N.
Elementos Secundarios : F, I, P, S, Ca, Na, As, Fe, etc.
Los compuestos orgánicos en solución acuosa se ionizan muy debilmente.
Según el numero de elementos primordiales los compuestos orgánicos pueden
ser : Binarios, Terciarios , Cuaternarios.
Presentan el fenomeno de la isomeria es decir la misma formula global repre -
senta varios compuestos.
CLASIFICACION DE LA QUIMICA ORGÁNICA:
HIDROCARBUROS: ALCANOS ALQUENOS ALQUINOS
FUNCIONES OXIGENADAS: ALCOHOL,ETER, ALDEHIDO,CETONA,ESTER,
AC. CARBOXILICO,JABON
FUNCIONES NITROGENADAS: AMINA,AMIDA,NITRILO,IMINA,AMINOACIDO
PROPIEDADES DEL ATOMO DEL CARBONO:
PROPIEDADES FISICAS:
El carbono existe en dos formas Alotrópicas : el grafito y el
diamante (estado puro).Ambos son cristalinos y los atomos estan enlazados fuertemente covalentes.
* El grafito es blando de color gris, punto de fusión elevado, bu-
en conductor de la electricidad y posee brillo metálico.
Debido a que la union entre los diversos planos es debil,el gra-
fito es una masa blanda lo que permite a las capas adyacentes deslizarse una sobre otra ello hace que el grafito es un buen lubricante.
El punto de fusion elevado se explica por el fuerte enlace existente entre los atomos del mismo plano lo que motiva que se precise elevada enregia para desordenarlos. La conductividad eléctrica y brillo metalico se explican
por el cuarto electrón semisuelto que puede saltar de un atomo a otro .
Se utiliza como electrodos inertes en pilas o celdas galvánicas.
* El diamante presenta diversas variedades, conocido por su
dureza(10 en la escala de Mohs), y punto de fusion elevado : 3 500°C, se emplean
para cortar metales en la cuchilla de los tornos, taladros,etc. y diamantes transpa-
rentes que se emplean como piedras preciosas de gran valor monetario; es mal conductor de la electricidad.
Carbones Natural y Artificial:
I. NATURAL:
Los carbones que se encuentran en la naturaleza proceden de proce-
sos de carbonización de vegetales que quedaron enterrados al producirse cataclis-
mo siendo sometidos en estas condiciones a presiones y temperaturas elevadas y
procesos fermentativos aneróbicos.
Todos ellos tienen estructura amorfa y son: antracita,hulla,
lignita, turba.
II. ARTIFICIAL:
Se obtiene por la intervención del hombre.
Carbón de Coke: Es una de las materias básicas en el proceso de obtención de hie-
rro queda como residuo sólido en la destilación de la hulla en ausencia de aire.
Carbón Vegetal: De la combustión de la materia es muy poroso por lo cual posee
propiedades absorventes de gases. En forma de láminas se utiliza en las máscaras
antigas tambien absorve sust. en disolución coloidal y se utiliza para retener el ben
ceno del gas de alumbrado.
Carbón Animal o de huesos: Se produce en la carbonización de huesos de animales
en ausencia de aire. Esta constituido de fosfato de calcio con 10% C , tiene gran
poder absorvente y se emplea para decolorar disoluciones por ebullición en peque-
ñas porciones.
Negro de humo: Tambien llamado hollin se obtiene por la combustión incompleta
de sustancias orgánicas ; es deficiente la cantidad de oxigeno por lo que en la industria se obtiene el negro de humo mediante la combustión incompleta del gas
natural que contiene metano.El negro de humo se emplea en la fabricación de tinta china cintas para máquina de escribir ,etc.
Carbón de Retorta: Es el carbón que queda incrustado en las paredes de las retortas de material refractario donde se realiza la destilación de la hulla; es un
carbón muy duro conductor del calor y la electricidad que se usa para construir
electrodos de aparatos eléctricos.
PROPIEDADES QUIMICAS :
LA COVALENCIA: Esta propiedad consiste en que los 4 orbitales hibridos son de
igual intensidad de energia y por lo tanto sus 4 enlaces del carbono son iguales
y de igual clase. Esto significa que el carbono ejerce la misma fuerza de unión por sus 4 enlaces , un buen ejemplo seria el del metano.
En el metano los 4 hidrogenos son atraidos por el carbono con la misma fuerza ya que sus 4 enlaces son de la misma clase.
LA TETRAVALENCIA: En 1857 postulo Friedrich Kekulé la tetravalencia en su teoria estructural dicha propiedad del atomo de carbono como dice Mourey, es la guia mas segura en la edificación de la quimica orgánica por lo tanto se acepta que el carbono se manifiesta siempre como tetravalente y sus enlaces son covalentes e iguales entre si.
El carbono en el estado basal tiene dos electrones en el subnivel 2s y dos elctrones en el subnivel 2p.
De acuerdo a la configuración electronica que describimos de-
beriamos esperar que el carbono se comporte como divalente puesto que tiene 2
orbitales o electrones sin aparear . Este hecho se explica con la hibridación que
a seguir voy a explicar.
LA HIBRIDACION: Es la función de orbitales de diferentes energias del mismo nivel pero de diferente subnivel , resultando orbitales de energía constante y de igual forma :por ejemlpo. la configuración electrónica del boro debido a sus conglomerados atomicos tiende a excitarse y como consecuencia se obtiene el fenómeno de hibridación. debido al traslado de un electron 2s al reempe 2p luego
de esto se origina un reacomodo energético formando 3 orbitales hibridos sp²
quedando un orbital 2p puro.
LA AUTOSATURACION: Esta propiedad se define como la capacidad del atomo de
carbono para compartir sus electrones de valencia consigo mismo formando cadenas carbonadas , esta propiedad es fundamental en el carbono y lo diferencia
de los demas elmentos quimicos . Al compartir sus electrones con otros atomos de
carbono puede originar enlaces simples , dobles, o triples de tal manera que cada enlace representa un par covalente y comparten dos y tres pares de electrones.
DIFERENCIAS ENTRE COMPUESTOS ORGANICOS E INORGANICOS:
Compuestos Organicos:
Esta formado principalmente por : C, H, O, N
El numero de compuestos orgánicos excede considerablemente al número de compuestos inorgánicos .
Entre los compuestos orgánicos prevalece el enlace covalente.
Los compuestos organicos son generalmente insolubles en agua debido a su
baja polaridad.
Los compuestos orgánicos son sensibles al calor, es decir, se descomponen
fácilmente.
* Los cuerpos orgánicos reaccionan entre si lentamente debido al enlace
covalente.
* Las sustancias orgánicas al disolverse no se ionizan, por lo tanto sus moléculas no conducen a la electricidad.
* Los cuerpos orgánicos son inestables aún a bajas temperaturas frente al calor y la luz.
Compuestos Inorgánicos:
Estan constituidos por átomo de cualquier elemento.
Resisten a la acción del calor.
Los compuestos inorgánicos prevalece el enlace ionico.
Los compuestos inorgánicos son solubles al agua debido a su elevada polaridad
pero insolubles en disolventes orgánicos.
Los compuetos cuando se encuentran en solución son buenos conductores del calor y la electricidad.
Los compuestos inorgánicos poseen reacciones instantáneas.
Las moléculas inorgánicas son menos complejas que los compuestos de carbo-
no, debido a su bajo peso molecular.
Los compuestos inorgánicos son estables a las condiciones de temperaturas
altas.
HIDROCARBUROS:
CONCEPTO: Los hidrocarburos constituyen la función fundamental de la quimica orgánica por la cual se le llama tambien Función Madre o Soporte ,
debido a que los demas compuestos orgánicos se consideran derivados de
esta función. Los hidrocarburos son compuestos orgánicos binarios formados por atomos de carbono e hidrógeno , se podria decir que constituye la fun-
ción quimica mas importante.
Los hidrocarburos presentan dos tipos de reacciones:
Combustión completa (exceso de oxigeno)
Combustión incompleta (deficiencia de oxigeno)
CLASIFICACION:
Alifáticos: La cual a su vez se subdivide en :
H.C. Saturados: Alcanos.
H.C. No Saturados: Alquenos, Alquinos, Dienos, Trienos, Diinos, etc.
Ciclo Alifáticos: Ciclo alcano, ciclo alqueno, ciclo alquino, etc.
Aromáticos: Alquibencenos o arenos.
INTRODUCCION
En los órganos de los animales , plantas se elaboran u sin nú-
mero de sustancias químicas como son los glúcidos , lípidos , albúminas,etc. cuyo
estudio junto con los hidrocarburos, y sus derivados constituyen parte de la química llamada orgánica; el carácter dominante de estos compuestos es conte-
ner uno o mas atomos de carbono.
Hasta principios del siglo pasado se creyó que los compuestos orgánicos solo se podian formar en los organismos vivos mediante la fuerza vital considerandose imposible, de ahí el mérito de de Friedrich Wholer fue eliminar esta vieja creencia.
La verdadera naturaleza de los compuestos orgánicos no fue
comprendida hasta