Proyecto Quimica Unad

DESCRIPCIÓN DE LA SITUACIÓN PROBLEMA

Los hidrocarburos son muy importantes en la vida diaria, actualmente son la principal fuente energética del planeta y materia prima para gran cantidad de productos de diverso uso. Dentro de los hidrocarburos el petróleo reviste gran importancia. El petróleo está formado por una mezcla de hidrocarburos variados, a través de la comprensión química de su naturaleza, se comprenden los principios básicos de los compuestos orgánicos así como de los hidrocarburos.

Problema de la unidad: ¿En qué consiste la Química del petróleo?

La química del petróleo o petroquímica es aquella que se encarga del estudio de todos los compuestos presentes en el petróleo que son los alcanos alquenos y alquinos.

El petróleo está formado principalmente por hidrocarburos, que son compuestos de hidrógeno y carbono, en su mayoría parafinas, naftenos y aromáticos. Junto con cantidades variables de derivados saturados homólogos del metano (CH4). Su fórmula general es CnH2n+2.

Los componentes químicos del petróleo se separan y obtienen por destilación mediante un proceso de refinamiento. De él se extraen diferentes productos, entre otros: propano, butano, gasolina, keroseno, gasóleo, aceites lubricantes, asfaltos, carbón de coque, etc. Todos estos productos, de baja solubilidad, se obtienen en el orden indicado, de arriba abajo, en las torres de fraccionamiento.

¿Cómo influye la configuración electrónica del carbono en sus compuestos?

El átomo de carbono, debido a su configuración electrónica, presenta una importante capacidad de combinación. Los átomos de carbono pueden unirse entre sí formando estructuras complejas y enlazarse a átomos o grupos de átomos que confieren a las moléculas resultantes propiedades específicas. La enorme diversidad en los compuestos del carbono hace de su estudio químico una importante área del conocimiento puro y aplicado de la ciencia actual.

Durante mucho tiempo la materia constitutiva de los seres vivos estuvo rodeada de no pocas incógnitas. Frente a la materia mineral presentaba, entre otras, una característica singular, su capacidad de combustión. Parecía como si los únicos productos capaces de arder hubieran de proceder de la materia viviente. En los albores de la química como ciencia se advirtió, además, que si bien la materia procedente de organismos vivos podía degradarse en materia mineral por combustión u otros procesos químicos, no era posible de ninguna manera llevar a cabo en el laboratorio el proceso inverso.

Argumentos de este estilo llevaron a Berzelius, a comienzos del siglo XIX, a sugerir la existencia de dos tipos de materia en la naturaleza, la materia orgánica o materia propia de los seres vivos, y la materia inorgánica. Para justificar las diferencias entre ambas se admitió que la materia orgánica poseía una composición especial y que su formación era debida a la intervención de una influencia singular o «fuerza vital» exclusiva de los seres vivos y cuya manipulación no era posible en el laboratorio. La crisis de este planteamiento, denominado vitalismo, llevó consigo el rápido desarrollo de la química de la materia orgánica en los laboratorios, al margen de esa supuesta «fuerza vital».

En la actualidad, superada ya la vieja clasificación de Berzelius, se denomina química orgánica a la química de los derivados del carbono e incluye el estudio de los compuestos en los que dicho elemento constituye una parte esencial, aunque muchos de ellos no tengan relación alguna con la materia viviente.

¿Cómo se evidencia el fenómeno de hibridación en el carbono?

La hibridación del carbono consiste en un reacomodo de electrones del mismo nivel de energía (orbital s) al orbital p del mismo nivel de energía. Esto es con el fin de que el orbital p tenga 1 electrón en "x", uno en "y" y uno en "z" para formar la tetravalencia del carbono. Se debe tomar en cuenta que los únicos orbitales con los cuales trabaja el Carbono son los orbitales "s" y "p".

Características

El carbono tiene un número atómico 6 y número de masa 12; en su núcleo tiene 6 protones y 6 neutrones y está rodeado por 6 electrones, distribuidos de la siguiente manera: Dos en el nivel 1s Dos en el nivel 2s y dos en el nivel 2p

Hibridación sp³ (tetravalencia del Carbono)

En seguida, se hibrida el orbital 2s con los 3 orbitales 2p para formar 4 nuevos orbitales híbridos que se orientan en el espacio formando entre ellos, ángulos de separación 109.5°. Esta nueva configuración del carbono hibridado se representa así:

1s² (2sp³)¹ (2sp³)¹ (2sp³)¹ (2sp³)¹

A cada uno de estos nuevos orbitales se les denomina sp³, porque tienen un 25% de caracteres y 75% de carácter p. A esta nueva configuración se le llama átomo de carbono híbrido, y al proceso de transformación se le llama hibridación.

Hibridación sp² (enlace doble C=C)

Los átomos de carbono también pueden formar entre sí enlaces dobles y triples, denominados Instauraciones. En los enlaces dobles, la hibridación ocurre entre el orbital 2s y dos orbitales p, y queda un orbital p sin hibridar. A esta nueva estructura se le representa como:

1s² (2sp²)¹ (2sp²)¹ (2sp²)¹ 2pz¹

Al formarse el enlace doble entre dos átomos, cada uno orienta sus tres orbitales híbridos con un ángulo de 120°, como si los dirigieran hacia los vértices de un triángulo equilátero. El orbital no hibridado queda perpendicular al plano de los 3 orbitales sp².

Hibridación sp (enlace triple C≡C)

El segundo tipo de instauración es el enlace triple: el carbono hibrida su orbital 2s con un orbital p. Los dos orbitales p restantes no se hibridan, y su configuración queda:

1s² 2(sp)¹ 2(sp)¹ 2py¹ 2pz¹

Al formarse el enlace entre dos carbonos, cada uno traslapa uno de sus 2 orbitales sp para formar un enlace sigma entre ellos; los dos orbitales p sin hibridar de cada átomo se traslapan formando los dos enlaces (π) restantes de la triple ligadura, y la final el último orbital sp queda con su electrón disponible para formar otro.

¿Que son los grupos funciónales orgánicos? ¿Cuáles son los principales?

Un grupo funcional es un átomo o

...