Quimica Organica

Introducción.

La química orgánica es una rama de la química que estudia los compuestos de carbono y sus respectivas reacciones. La química orgánica constituye indudablemente una de las ramas más importantes de la química, ya que sus aportes son extremadamente sustanciales para nuestra vida. Si consideramos el avance logrado en la farmacología, y por ende en la salud, gracias a la química orgánica y lo relacionamos al rápido progreso de nuestra humanidad en el último siglo debemos atribuir al experimento de Wöhler una insustituibilidad en el transcurso de estos últimos cien años.

La química orgánica se constituyó como disciplina en los años treinta. El desarrollo de nuevos métodos de análisis de las sustancias de origen animal y vegetal, basados en el empleo de disolventes como el éter o el alcohol, permitió el aislamiento de un gran número de sustancias orgánicas que recibieron el nombre de "principios inmediatos&quot.

La aparición de la química orgánica se asocia a menudo al descubrimiento, en 1828, por el químico alemán Friedrich Wöhler, de que la sustancia inorgánica cianato de amonio podía convertirse en urea, una sustancia orgánica que se encuentra en la orina de muchos animales. Antes de este descubrimiento, los químicos creían que para sintetizar sustancias orgánicas, era necesaria la intervención de lo que llamaban ‘la fuerza vital’, es decir, los organismos vivos. El experimento de Wöhler rompió la barrera entre sustancias orgánicas e inorgánicas.

Química orgánica.

La química orgánica es una rama de la química enfocada al estudio de los compuestos con base de carbono, estos compuestos son la piedra fundamental de toda la vida en el planeta.

El estudio de la química orgánica nos ha ayudado a comprehender las estructuras, métodos de obtención comportamiento y demás características de los compuestos biológicos. Es así como gracias a la química orgánica podemos estudiar la forma en cómo ciertas sustancias funcionan en el ambiente así como cual es el impacto que produce cada una de ellas, que reacciones producirá etc.

Existen hoy día distintos estudios en la química orgánica en pro del medio ambiente materiales que se biodegraden mas rápidamente que los actuales siendo así mas nobles con el medio ambiente.

Que quiere decir esto la química orgánica unida claro con la biología busca hacer materiales que les parezcan "más ricos" a las bacterias que se encuentran en el medio ambiente, ¿A quién le gustaría comer una bosa hecha de petróleo?, así estas bacterias las digieren y refrescan los nutrientes a la tierra. Otro ejemplo seria el desarrollo de nuevos combustibles como son el etanol, biodiesel y metano que evitarían que sigamos quemando un recurso tan valioso y limitado como es el petróleo, quemamos el petróleo limitado cuando tenemos toda la biomasa que genera metano, biodiesel y etanol que hacen el mismo trabajo mientras que el petróleo lo podemos usar para cosas más valiosas como medicamentos y materiales.

En cualquier parte de la biología hay un trasfondo en el cual la química orgánica juega un papel fundamental, para ampliar tu trabajo solo tienes que observar las cuestiones ecológicas a tu alrededor y tratar de explicarlas desde el punto de vista de la química orgánica en especial las soluciones que plantea a distintos problemas busca información sobre las nuevas soluciones ambientales ese concepto las que hablan de conciencia humana las demás tienen fundamentos quimico-biologicos.

Características de la Química Orgánica.

* Todas las materias o compuestos orgánicos poseen átomos de carbón en sus moléculas, por lo que también se les llamo compuestos del carbono, este último tiene la propiedad de enlazar sus átomos para formar cadenas.

* Las reacciones entre los compuestos orgánicos son generalmente más lentas que las de los inorgánicos.

* El numero de compuestos orgánicos es extraordinariamente grande pero son muy pocos los elementos que los forman.

* provienen de los organismos vivos.

* En los compuestos orgánicos intervienen cuatro elementos fundamentales que son: c, h, o, n; llamados también elementos biogenéticos.

* Los compuestos orgánicos se calculan en más de 500,000.

* Se descomponen fácilmente por efecto del calor, dando como residuo carbón.

* Presentan el fenómeno de isomería consistente en la existencia de varios compuestos que corresponden a la misma fórmula molecular pero con una diferente organización interna de sus átomos lo que produce sustancias diferentes.

* Los compuestos orgánicos son por lo general, de peso molecular elevado.

* Las sustancias orgánicas son sensibles ante los agentes químicos por ejemplo el oxigeno, que provoca con ellas combustiones.

* En los compuestos orgánicos el tipo de unión química que se forme siempre es covalente.

Desarrollo Histórico de la Química Orgánica.

Gracias a la teoría de Dalton, el siglo XIX es rico en descubrimientos y teorías químicas. En este siglo la Química se desarrolla más que en todos los anteriores. Nacen las teorías electroquímicas y de la valencia. Se inicia la Química Orgánica. Federico Wöhler (1800-1882) con su famosa síntesis de la urea -primera síntesis artificial- en 1828 destruye el mito de la "fuerza vital" que tanto entorpecía el desarrollo de la Química Orgánica.

Sigue la preocupación por conocer la estructura de la materia, de las moléculas, Federico Kekulé (1829-1896) propone una fórmula para el benceno que todavía está de acuerdo con las teorías modernas. En 1850, Berthelot consiguió sintetizar numerosos compuestos orgánicos utilizando sustancias inorgánicas. Tuvo éxito en las siguientes reacciones:

- síntesis del acetileno, con C e H 2 C + H2 ----> C2H2

- preparación de benceno empleando acetileno 3C2H2 = C6H6

- obtención de formol y de metanol, combinando monóxido de carbono e hidrógeno, en distintas proporciones CO + H2 ---> CH2O (formol = metanal) CO + 2 H2 --> CH4O (metanol) Las sustancias artificialmente preparadas tienen composiciones químicas y propiedades idénticas a las naturales. En la actualidad se considera que todo compuesto orgánico es sintetizable. Si hay dificultades, éstas son de índole práctica, pues no median impedimentos teóricos.

Berthelot (1827-1907) se hizo cargo de la primera cátedra de Química orgánica, creada en la universidad de Paris (Francia) a raíz de sus exitosas síntesis.

Un verdadero genio, Luis Pasteur (1822-1895), basándose en sus propios trabajos de laboratorio propone ideas sobre la estructura de moléculas orgánicas y echa los cimientos de la bacteriología eliminando el concepto de "generación espontánea".

Ya próximos al siglo XX.los científicos alemanes A. von Bäyer (1835-1917), Emil Fisher (1852-1919) y Víctor Meyer (1848-1897), con sus extraordinarias síntesis orgánicas, aportaron más datos sobre la estructura de complicadas moléculas.

Átomo.

El átomo es un constituyente de la materia ordinaria, con propiedades químicas bien definidas, formado a su vez por constituyentes más elemental sin propiedades químicas bien definidas. Cada elemento químico está formado por átomos del mismo tipo (con la misma estructura electrónica básica), y que no es posible dividir mediante procesos químicos.

Actualmente se conoce que el átomo está compuesto por un núcleo atómico, en el que se concentra casi toda su masa, rodeado de una nube de electrones. Esto fue descubierto a principios del siglo XX, ya que durante el siglo XIX se había pensado que los átomos eran indivisibles, de ahí su nombre a-tómo- 'sin partes'. Poco después se descubrió que también el núcleo está formado por partes, como los protones, con carga positiva, y neutrones, eléctricamente neutros. Los electrones, cargados negativamente, permanecen ligados a este mediante la fuerza electromagnética.

Los átomos se clasifican de acuerdo al número de protones y neutrones que contenga su núcleo. El número de protones o número atómico determina su elemento químico, y el número de neutrones determina su isótopo. Un átomo con el mismo número de protones que de electrones es eléctricamente neutro. Si por el contrario posee un exceso de protones o de electrones, su carga neta es positiva o negativa, y se denomina ion.

Número cuántico.

Los números cuánticos son unos números asociados a magnitudes físicas conservadas en ciertos sistemas cuánticos. Corresponden con los valores posibles de aquellos observables que conmutan con él Ha miltoniano del sistema. Los números cuánticos permiten caracterizar los estados estacionarios, es decir los estados propios del sistema.

En física atómica, los números cuánticos son valores numéricos discretos que indican las características de los electrones en los átomos, esto está basado en la teoría atómica de Niels Bohr que es el modelo atómico más aceptado y utilizado en los últimos tiempos por su simplicidad.

En física de partículas, también se emplea el término números cuánticos para designar a los posibles valores de ciertos observables o magnitud física que poseen un espectro o rango posible de valores discreto.

Excitación atómica.

Un ejemplo sencillo de este concepto es el átomo de hidrógeno.

El estado fundamental del átomo de hidrógeno corresponde a tener el único electrón del átomo en la órbita o nivel de energía más bajo posible, (es decir, la función de onda"1s", que presenta simetría esférica, y que tiene los números cuánticos más bajos posibles). Al dar una energía adicional al átomo (por ejemplo, por la absorción de un fotónde una energía adecuada, o por calentamiento a alta temperatura, o por excitación eléctrica dentro de un campo eléctrico), el electrón es capaz de moverse a un estado excitado (un estado con uno o más números cuánticos mayores que el mínimo posible). Si el fotón tiene demasiada energía, el electrón deja de estar vinculado al átomo, escapará del átomo, y el átomo quedará convertido en un ion positivo o catión, es decir, el átomo se ionizará.

Después de la excitación, el átomo podría volver a un estado excitado inferior, o al estado fundamental, emitiendo un fotón con una energía característica, igual a la diferencia de energía entre los niveles de salida y llegada. La emisión de fotones por átomos en diferentes estados excitados conduce a un espectro electromagnético que muestra una serie de características líneas de emisión (tenemos, en el caso del átomo de hidrógeno, la serie de Lyman, serie de Balmer, serie de Paschen, serie de Brackett y serie de Pfund.)

Un átomo en un estado excitado de muy alta energía se denomina átomo de Rydberg. Un sistema de átomos altamente excitados puede formar un estado excitado condensado de vida media larga, por ejemplo, una fase condensada compuesta completamente de átomos altamente excitados: la materia de Rydberg.

Así pues un átomo o cualquier otro sistema puede excitarse por absorción de fotones de una frecuencia característica, o también mediante el calor o la electricidad.

Conclusión.

Es la ciencia que estudia los compuestos que en su estructura llevan fundamentalmente: el carbono y el hidrógeno. Actualmente la Química Orgánica estudia los compuestos naturales y artificiales del carbono. Los compuestos naturales son todo aquello que proviene de animales y vegetales. Y compuestos artificiales a la preparación en laboratorio elaborados por el ser humano por ejemplo: los medicamentos, etc.

De acuerdo a lo anterior se denomina "CUERPO ORGÁNICO" todos aquellos que por lo menos llevan dos elementos básicos e indispensables en su molécula, ellos son el carbono y el hidrógeno, pero pueden existir otros elementos adicionales, como el oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, halógenos, etc. Por esta razón se lo denominó a la Química Orgánica, como la Química del Carbono.

Los químicos modernos consideran compuestos orgánicos a aquellos que contienen carbono e hidrógeno, y otros elementos (que pueden ser uno o más), siendo los más comunes: oxígeno, nitrógeno, azufre y los halógenos. Por ello, en la actualidad, la química orgánica tiende a denominarse química del carbono.

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