Materiales Organicos

Los compuestos orgánicos

son sustancias químicas que contienen carbono, formando enlaces covalentes carbono-carbono y/o carbono-hidrógeno. En muchos casos contienen oxígeno, y también nitrógeno, azufre, fósforo, boro, halógenos y otros elementos. Estos compuestos se denominan Moléculas orgánicas. No son moléculas orgánicas los compuestos que contienen carburos, los carbonatos y los óxidos de carbono. Lasmoléculas orgánicas pueden ser de dos tipos: Moléculas orgánicas naturales: Son las sintetizadas por los seres vivos, y se llaman biomoléculas, las cuales son estudiadas por la bioquímica. Moléculas orgánicas artificiales: Son sustancias que no existen en la naturaleza y han sido fabricadas por el hombre como los plásticos.Tipos de compuestos orgánicos: El carbono es singularmente adecuado para este papel central, por el hecho de que es el átomo más liviano capaz de formar múltiples enlaces covalentes. A raíz de esta capacidad, el carbono puede combinarse con otros átomos de carbono y con átomos distintos para formar una gran variedad de cadenas fuertes y estables y de compuestos con forma de anillo. Las moléculas orgánicas derivan sus configuraciones tridimensionales primordialmente de sus esqueletos de carbono. Sin embargo, muchas de sus propiedades específicas dependen de grupos funcionales. Una característica general de todos los compuestos orgánicos es que liberan energía cuando se oxidan. En los organismos se encuentran cuatro tipos diferentes de moléculas orgánicas en gran cantidad:carbohidratos, lípidos, proteínas y nucleótidos. Todas estas moléculas contienencarbono, hidrógeno y oxígeno. Además, las proteínas contienen nitrógeno y azufre, y los nucleótidos, así como algunos lípidos, contienen nitrógeno y fósforo. Los carbohidratos son la fuente primaria de energía química para los sistemas vivos. Los más simples son los monosacáridos ("azúcares simples"). Los monosacáridos pueden combinarse para formar disacáridos ("dos azúcares") y polisacáridos(cadenas de muchos monosacáridos). Los lípidos son moléculas hidrofóbicas que, como los carbohidratos, almacenan energía y son importantes componentes estructurales. Incluyen las grasas y los aceites, los fosfolípidos, los glucolípidos, los esfingolípidos, las ceras, y esteroides como el colesterol. Las proteínas son moléculas muy grandes compuestas de cadenas largas de aminoácidos, conocidas como cadenas polipeptídicas. A partir de sólo veinte aminoácidos diferentes se puede sintetizar una inmensa variedad de diferentes tipos de moléculas proteínicas, cada una de las cuales cumple una función altamente específica en los sistemas vivos. Los nucleótidos son moléculas complejas formadas por un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos y una base nitrogenada. Son los bloques estructurales de los ácidos desoxirribonucleico (ADN) y ribonucleico (ARN), que transmiten y traducen la información genética. Los nucleótidos también desempeñan papeles centrales en los intercambios de energía que acompañan a las reacciones químicasdentro de los sistemas vivos. El principal portador de energía en la mayoría de las reacciones químicas que ocurren dentro de las células es un nucleótido que lleva tres fosfatos, el ATP. La mayoría de los compuestos orgánicos puros se producen hoy de forma artificial, aunque un subconjunto importante todavía se extrae de fuentes naturales porque sería demasiado costosa su síntesis en laboratorio. Los ejemplos incluyen la mayoría de las azúcares, algunos alcaloides, ciertos alimentos tales como la vitamina B12, y en el general, aquellos productos naturales con las moléculas grandes o complicadas que están presentes en concentraciones razonables en organismos vivos.

Los compuestos inorgánicos: son aquellos compuestos que están formados por distintos elementos, pero en los que su componente principal no siempre es elcarbono, siendo el agua el más abundante. En los compuestos inorgánicos se podría decir que participa casi la totalidad de elementos conocidos. Mientras que uncompuesto orgánico se forma de forma natural tanto en animales como en vegetales, uno inorgánico se forma de manera ordinaria por la acción de distintas fuerzas fisicas y químicas; electrólisis, fusión... También podrían considerarse agentes de la creación de estas sustancias a la energía solar, el agua, el oxígeno... Los enlaces que forman los compuestos inorgánicos suelen ser iónicos ocovalentes. Ejemplos de compuestos inorgánicos: El Cloruro de Sodio (NaCl), es igual a un átomo de Sodio y un átomo de Cloro. El agua (H2O) es igual a dos átomosde hidrógeno y un átomo de oxígeno. El amoniaco (NH3) es igual a un átomo denitrógeno y tres de hidrógeno. El anhídrido carbónico, el cual se encuentra en laatmósfera en estado gaseoso y los seres vivos lo eliminan hacia ella a través de la respiración. Su fórmula química es CO2, o sea, un átomo de carbono y dos de oxígeno. El CO2 es ocupado por los vegetales en el proceso de fotosíntesis para fabricar glucosa. Es importante aclarar que el CO2, aunque contiene carbono, no es orgánico porque tampoco contiene hidrógeno. Los compuestos inorgánicos tienen altos puntos de fusión y de ebullición, debido a su enlace iónico el cual es fuerte y estructurado. El enlace covalente es comparativamente más fácil de debilitar por calentamiento, lo que hace que tengan bajos puntos de fusión y de ebullición. Los compuestos inorgánicos existen en menor medida que los orgánicos, pero en su composición intervienen los 93 elementos naturales de la tabla periódica. Los compuestos orgánicos en donde priman en este orden C, H, O, N, S y casi ninguno más se cuentan entre los más numerosos. Esto se debe a la asombrosa capacidad del carbono de formar cadenas larguísimas y ramificadas.

Nomenclaturas: Se aceptan tres tipos de nomenclaturas para nombrar compuestos químicos inorgánicos: Nomenclatura sistemática: para nombrar de este modo se usan prefijos numéricos excepto para indicar que el primer elemento de la fórmula solo aparece una vez (mono) o cuando no puede haber confusión posible debido a que tiene una única valencia. En adelante, N.ss Por ejemplo, CrBr3 = tribromuro de cromo; CO = monóxido de carbono. En casos en los que puede haber confusión con otros compuestos (sales dobles y triples, oxisales y similares) se pueden emplear los prefijos bis-, tris-, tetras-, etc. Ejemplo: Ca5F (PO4)3 = fluoruro tris (fosfato) de calcio, ya que si se usara el término trifosfato se estaría hablando del anión trifosfato [P3O10]5-, en cuyo caso sería: Ca8F (P3O10)3. Nomenclatura Stock: en este caso, cuando el elemento que forma el compuesto tiene más de unavalencia atómica, se indica en números romanos al final y entre paréntesis. Normalmente, a menos que se haya simplificado la fórmula, la valencia puede verse en el subíndice del otro átomo (en compuestos binarios). En adelante, N.st. Ejemplo: Fe2S3 Sulfuro de hierro (III) [se ve la valencia III en el subíndice del azufre]. Nomenclatura tradicional: aquí se indica la valencia del elemento que forma el compuesto con una serie de prefijos y sufijos griegos. En adelante, N.tr. Cuando el elemento sólo tiene una valencia, se usa el sufijo -ico. Cuando tiene dos valencias diferentes se usan (de menor a mayor valencia).-oso –ico. Cuando tiene tres distintas se usan (de menor a mayor). hipo- -oso, -oso, -ico. Y cuando tiene cuatro se utilizan (de menor a mayor) hipo- -oso, -oso, -ico, per- -ico. Ejemplo: Mn2O7 Óxido permangánico. Cuando tiene 5 se utilizan (de menor a mayor) hipo- -oso, -oso, -ico, per- -ico, hiper- -ico.

Compuestos inorgánicos

Óxidos: Son compuestos químicos inorgánicos binarios formados por la unión del oxígeno con otro elemento diferente a los gases nobles. Según si este elemento es metal o no metal serán óxidos básicos u óxidos ácidos. El oxígeno siempre tiene valencia -2. Su grupo funcional es el ión oxígeno (O2). Los óxidos se pueden nombrar en cualquiera de las nomenclaturas; si se utiliza la sistemática no se tienen en cuenta las valencias sino que se menciona el prefijo de acuerdo al número que posea el oxígeno como subíndice, si se utiliza la Stock el número romano es igual a la valencia del elemento, si se utiliza la común el sufijo es de acuerdo a la valencia del elemento.

-Óxidos básicos (metálicos): Son aquellos óxidos que se producen entre el oxígeno y un metal. Su fórmula general es Metal2Ox. Si la valencia del metal es par, se simplifica. Cuando un óxido básico reacciona con el agua (H2O) se forma una base o hidróxido. Ejemplos:

Oxido Basico Nomenc. sistem. Nomenc. Stock Nomenc. tradic.

K2O monóxido de dipotasio óxido de potasio óxido de potasio

Fe2O3 trióxido de dihierro óxido de hierro (III) óxido férrico

FeO monóxido de hierro óxido de hierro (II) óxido ferroso

SnO2 dióxido de estaño óxido de estaño (IV) óxido estáñico

- Óxidos ácidos o anhídridos (no metálicos): Son aquellos formados por la combinación del oxígeno con un no metal. Su fórmula general es No Metal2Ox. De ser posible, se simplifica. En este caso, la nomenclatura tradicional emplea la palabra anhídrido en lugar de óxido, a excepción de algunos óxidos de nitrógeno. La nomenclatura sistemática es la más frecuente. En la nomenclatura tradicional se nombran con los siguientes sufijos y prefijos en orden de menor a mayor valencia del no metal. Hipo- -oso, -oso, -ico, per- -ico o hiper- -ico.

Ejemplos:

oxido no metalicos Nomenc. sistem. Nomenc. Stock Nomenc. tradicional

F2O monóxido de diflúor óxido de flúor anhídrido hipofluoroso

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