Integradora Quimica 2 Etapa 4 Prepa Uanl

CARACTERÍSTICAS DEL ÁTOMO DE CARBONO

El carbono es el elemento número 6 de la tabla periódica (Z=6 y A=12). Su estructura electrónica es 1s2 2s2 2p2. Como ya se ha dicho, es el elemento más importante de los seres vivos, aunque no sea el que se encuentra en más abundancia. En la corteza terrestre es un elemento relativamente raro. Lo encontramos en la atmósfera en forma de CO2, disuelto en las aguas formando carbonatos y en la corteza constituyendo las rocas calizas (CO3Ca) el carbón y el petróleo. LOS ENLACES COVALENTES DEL CARBONO Y DE OTROS BIOELEMENTOS El átomo de carbono tiene 4 electrones en la última capa. Esto hace que pueda unirse a otros átomos mediante cuatro enlaces covalentes. El hidrógeno tiene un electrón de valencia, por lo que sólo podrá formar un enlace simple. El oxígeno tiene dos electrones de valencia por lo que podrá formar dos enlaces simples o uno doble, igual que el azufre. El nitrógeno tiene tres electrones de valencia por lo que podrá formar tres enlaces simples, uno doble y otro simple, o uno triple.

En general, los compuestos orgánicos covalentes se distinguen de los compuestos inorgánicos en que tienen puntos de fusión y ebullición más bajos. Por ejemplo, el compuesto iónico cloruro de sodio (NaCl) tiene un punto de fusión de unos 800 °C, pero el tetracloruro de carbono (CCl4), molécula estrictamente covalente, tiene un punto de fusión de 76,7 °C. Entre esas temperaturas se puede fijar arbitrariamente una línea de unos 300 °C para distinguir la mayoría de los compuestos covalentes de los iónicos.

Gran parte de los compuestos orgánicos tienen los puntos de fusión y ebullición por debajo de los 300 °C, aunque existen excepciones. Por lo general, los compuestos orgánicos se disuelven en disolventes no polares (líquidos sin carga eléctrica localizada) como el octano o el tetracloruro de carbono, o en disolventes de baja polaridad, como los alcoholes, el ácido etanoico (ácido acético) y la propanona (acetona). Los compuestos orgánicos suelen ser insolubles en agua, un disolvente fuertemente polar.

Los hidrocarburos tienen densidades relativas bajas, con frecuencia alrededor de 0,8, pero los grupos funcionales pueden aumentar la densidad de los compuestos orgánicos. Sólo unos pocos compuestos orgánicos tienen densidades mayores de 1,2, y son generalmente aquéllos que contienen varios átomos de halógenos.

Los grupos funcionales capaces de formar enlaces de hidrógeno aumentan generalmente la viscosidad (resistencia a fluir). Por ejemplo, las viscosidades del etanol, 1,2-etanodiol (etilenglicol) y 1,2,3-propanotriol (glicerina) aumentan en ese orden. Estos compuestos contienen uno, dos y tres grupos OH respectivamente, que forman enlaces de hidrógeno fuertes.

Tipos de Formulas

La fórmula química es la representación de los elementos que forman un compuesto y la proporción en que se encuentran, o del número de átomos que forman una molécula . También puede darnos información adicional como la manera en que se unen dichos átomos mediante enlaces químicos e incluso su distribución en el espacio. Para nombrarlas, se emplean las reglas de la nomenclatura química.

Formula Empírica

Indica el tipo de átomos presentes en un compuesto y la relación entre el número de átomos de cada clase. Siempre indica las proporciones enteras más pequeñas entre los átomos.Así la fórmula empírica de la glucosa es CH2O, lo cual indica que por cada átomo de de C, hay dos átomos y un átomo de O. Los subíndices siempre son números enteros.

FORMULAS MOLECULARES

Son propias de las sustancias que están constituidas por moléculas los subindices informan del numero concreto de átomos de cada elemento presentes en la molecula. Por ejemplo, en el caso del amoniaco,NH3, un atomo de nitrógeno y tres de hidrogeno.

Estas formulas se emplean para representar las sustancias moleculares.

FORMULA DESARROLLADA

muestra todos los átomos que forman una molécula covalente, y los enlaces (en compuestos orgánicos) o de otros tipos de átomos.[1] No se indican losenlaces carbono-hidrógeno. Es posiblemente la fórmula química más empleada aunque no permite ver la geometría real de las moléculas.

FORMULA ESTRUCTURAL

La fórmula estructural de un compuesto químico es una representación gráfica de la estructura molecular, que muestra cómo se ordenan o distribuyen espacial mente los átomos. Se muestran los enlaces químicos dentro de la molécula, ya sea explícita mente o implícitamente. Por tanto, aporta más información que la fórmula molecular o la fórmula desarrollada.[1] Hay tres representaciones que se usan habitualmente en las publicaciones: fórmulas, diagramas de Lewis y en formato línea-ángulo.

Hidrocarburos

La palabra hidrocarburos designa un grupo de compuestos orgánicos constituidos principalmente por átomos de carbono e hidrógeno. La conformación y estructura de sus moléculas abarca desde la más simple, el metano (CH4), hasta aquellas de elevada complejidad como las correspondientes a los hidrocarburos aromáticos policíclicos. Dentro de ellos existen familias de compuestos agrupadas según su configuración (estructura molecular) y propiedades. Los átomos de carbono se unen entre si formando el esqueleto básico, pudiendo hacerlo en estructuras lineales simples y/o ramificadas o en estructuras cíclicas en forma de anillos.

Las fuentes principales de los hidrocarburos son el petróleo, el gas natural y el carbón. A partir de comienzos de este siglo, con el desarrollo de la extracción de petróleo y el afianzamiento de la tecnología química, surge la Petroquímica, industria de base que con la producción de hidrocarburos, constituye uno de los pilares de la tecnología actual .

Podríamos decir que , en nuestras sociedades los modelos de producción de bienes y servicios están directa o indirectamente basados en la industria petroquímica, es decir, en el consumo de hidrocarburos. La energía que hoy se emplea mundialmente proviene, en su mayor parte (>70%), de la combustión de hidrocarburos; los medios de transporte (terrestres, aéreos y marítimos) los emplean como combustibles, y gran parte de la variada gama de productos plásticos se sintetizan a partir de ellos.

La extrema dependencia alcanzada hacia los hidrocarburos por el mundo actual, y su elevado consumo, han traído aparejados problemas ambientales expresados en términos de contaminación atmosférica por sus productos de combustión contaminación de aguas, derrames de petróleo y producción y acumulación de residuos no biodegradables (plásticos). Por otra parte, siendo el petróleo, el gas natural y el carbón un recurso natural no renovable, su consumo debería racionalizarse y muchas de sus aplicaciones, sobre todo la energética, sustituirse paulatinamente por fuentes ambientalmente más limpias y duraderas.

Reglas IUPAC: Nomenclatura de Alcanos

Estructura del nombre

El nombre de un alcano está compuesto de dos partes, un prefijo que indica el número de carbonos de la cadena seguido del sufijo -ano que caracteriza este tipo de compuestos, (met-ano, et-ano, prop-ano, but-ano).

Elección de la cadena principal

Encontrar y nombrar la cadena más larga de la molécula. Si la molécula tiene dos o más cadenas de igual longitud, la cadena principal será la que tenga el mayor número de sustituyentes.

Numeración de la cadena principal

Numerar los carbonos de la cadena más larga comenzando por el extremo más próximo a un sustituyente. Si hay dos sustituyentes a igual distancia de los extremos, se usa el orden alfabético para decidir cómo numerar.

Formación del nombre

El nombre del alcano se escribe comenzando por el de los sustituyentes en orden alfabético con los respectivos localizadores, y a continuación se añade el nombre de la cadena principal. Si una molécula contiene más de un sustituyente del mismo tipo, su nombre irá precedido de los prefijos di, tri, tetra, ect.

Reglas IUPAC - Nomenclatura de Alquenos

Conceptos generales

El grupo funcional característico de los alquenos es el doble enlace entre carbonos. Cumplen la misma formula molecular que los cicloalcanos CnH2n2, ya que también poseen una insaturación. Para nombrarlos se cambia la terminación -ano de los alcanos por -eno.

Regla 1.- Elección de la cadena principal

Se elige como cadena principal la más larga que contenga el doble enlace.

Regla 2.- Numeración

Se numera la cadena principal de modo que el doble enlace tenga el localizador más bajo posible.

Regla 3.- Isomería cis/trans

Se indica la estereoquímica del alqueno mediante la notación cis/trans o Z/E

Regla 4.- Grupos prioritarios

Los grupos funcionales como alcoholes, aldehídos, cetonas, ác. carboxílicos..., tienen prioridad sobre el doble enlace, se les asigna el localizador más bajo posible y dan nombre a la molécula.

Reglas IUPAC - Nomenclatura de Alquinos

Reglas de nomenclatura

El grupo funcional característico de los alquinos es el triple enlace carbono-carbono. La IUPAC nombra los alquinos cambiando la terminación -ano de los alcanos por -ino. Esta terminación está precedida de un localizador que indica la posición del triple enlace dentro de la cadena.

Cadena principal

Se elige como cadena principal la de mayor longitud de modo que contenga el mayor número posible de dobles y triples enlaces.

Numeración

Se numera la cadena principal de manera que el triple enlace tome el localizador más bajo posible. Cuando hay un doble y un triple enlace se numera empezando por el extremo más próximo a cualquiera de los grupos funcionales. Si están a la misma distancia de los extremos se numera empezando por el doble enlace. Los grupos funcionales (-OH), tienen preferencia sobre los triples enlaces y se les asigna el localizador más bajo.

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