GENERALIDADES DE LA QUÍMICA ORGÁNICA

[pic 1]INSTITUCION EDUCATIVA TECNICO DEPARTAMENTAL NATANIA

GUIA DE TRABAJO PRIMER PERIODO 2021

41 años al servicio de la comunidad 

FECHA DE DEVOLUCIONES:

TEMA 1º: El átomo de carbono (preguntas 1 a 5).   2 de febrero    

TEMA 2º: Cadenas carbonadas. (preguntas 6 a 10). 19 de febrero

TEMA 3º: Hidrocarburos saturados, alcanos o parafinas: características generales y nomenclatura. (preguntas 11 a 16).

5 de marzo.

1. COMPETENCIAS:  

• Establece relaciones entre los conceptos fundamentales de la química orgánica mediante la organización sistematizada utilizando cuadros, mapas, gráficos, tablas y esquemas.
• Valora la importancia del trabajo científico en el conocimiento de los hidrocarburos saturados

1. IDEAS BASICAS:

Características de compuestos orgánicos: Todos los compuestos orgánicos utilizan como base de construcción el átomo de carbono, están formados por enlaces covalentes, la mayoría presentan isómeros, sustancias que poseen la misma fórmula molecular pero difieren en la organización estructural de los átomos, Por lo general están formados por gran número de átomos organizados en largas cadenas basadas en carbono, sobre las cuales se insertan otros elementos, la mayoría son insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos, finalmente compuestos orgánicos presentan puntos de fusión y ebullición bajos.

El átomo del carbono: la principal característica del átomo de carbono, es su capacidad para formar enlaces estables con otros átomos de carbono, con lo cual es posible la existencia de compuestos de cadenas largas de carbonos a los que pueden además unirse otros bioelementos. Se encuentra puro en la naturaleza en tres variedades alotrópicas: diamante, grafito y carbono amorfo.

Tipos de hibridación del átomo del carbono: 

• Hibridación tetragonal o sp3: Se presenta cuando un átomo de carbono forma enlaces con cuatro átomos monovalentes, por ejemplo, cuatro átomos de hidrógeno o de algún elemento del grupo de los halógenos, como el cloro; a través de cuatro enlaces covalentes simples, tipo sigma. Igualmente, este tipo de estructura molecular se puede presentar cuando el carbono se combina con otros átomos de carbono o de elementos divalentes, como el oxígeno o trivalentes, como el nitrógeno.
• Hibridación trigonal o sp2: Cuando el carbono se combina con solo tres átomos, debe ocupar dos valencias con un átomo que no sea monovalente. Por ejemplo, puede unirse con dos átomos de hidrógeno y con otro átomo de carbono, como ocurre en la molécula de etileno. Este tipo de hibridación forman enlaces covalentes tipo s con los dos átomos de hidrógeno, mientras que entre los dos átomos de carbono se forma un enlace doble.
• Hibridación digonal o sp: Se produce cuando un átomo de carbono se encuentra unido sólo a dos átomos, por ejemplo, otro carbono y un hidrógeno. El resultado es la formación de un enlace triple

entre los dos carbonos, compuesto por dos enlaces p y uno s, resultado de la fusión de los dos orbitales p y de uno de los orbitales híbridos sp.

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Clases de carbono: en los compuestos orgánicos es de gran utilidad determinar cuándo hablamos de un carbono primario, secundario, terciario y cuaternario.

• Carbono primario: se encuentra unido a un solo átomo de carbono o a un grupo sustituyente mediante enlace simple.
• Carbono secundario: se encuentra unido a dos átomos de carbono o a dos grupos sustituyentes mediante enlaces simples.
• Carbono terciario: se encuentra unido a tres átomos de carbonos o tres grupos sustituyentes.
• Carbono cuaternario: se encuentra unido a cuatro átomos de carbono o grupos sustituyentes.

Cadenas carbonadas: el átomo de carbono puede formar cadenas denominadas alifáticas, en las cuales existen enlaces sencillos o simples C – C, enlaces dobles C = C y enlaces triples C = C, pero es importante aclarar que las cadenas no son totalmente lineales. Las cadenas alifáticas pueden ser lineales o ramificadas. Así mismo, el carbono puede cerrarse formando ciclos poligonales de tres, cuatro, cinco, seis y más átomos de carbono, estas cadenas se conocen como cíclicas.  

Clases de fórmulas estructurales de las moléculas orgánicas.

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Compuestos acíclicos o alifáticos: pueden ser de cadena lineal o ramificada.

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Compuestos cíclicos:  

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Hidrocarburos saturados, alcanos o parafinas: Los alcanos son hidrocarburos de cadenas abiertas, ya sea sencillas o ramificadas, de carbono e hidrógeno, en las cuales los carbonos se encuentran unidos a través de enlaces covalentes simples. Esto implica que las cuatro posibilidades de enlace del átomo de carbono se encuentran ocupadas por átomos de hidrógeno y de carbono, por lo que se les conoce también como hidrocarburos saturados. Esto significa que los carbonos están saturados por átomos de hidrógeno. El enlace sencillo entre carbonos permite la rotación de los mismos sobre el eje del enlace. Esto hace que los hidrógenos unidos a estos carbonos puedan ubicarse en diferentes posiciones alrededor de los mismos, dando lugar a diferentes conformaciones, de las cuales se derivan los isómeros conformacionales que, a diferencia de las otras clases de isómeros, no poseen distribuciones diferentes de los átomos, sino posiciones diferentes a lo largo de un eje de rotación definido.

Nomenclatura de los alcanos: los hidrocarburos son cadenas de carbonos sobre los cuales se encuentran unidos átomos de hidrógeno. Para nombrarlos se tiene en cuenta el número de carbonos que están determinados por un prefijo como met (1 C), et (2 C), prop (3 C), but (4 C) y la terminación que indica la función que se desea nombrar ano. Si se trata de un grupo alquilo, se utiliza la terminación -ilo o -il. El procedimiento para nombrar cadenas hidrocarbonadas más complejas es el siguiente:

• En primer lugar, se escoge la cadena de carbonos más larga. Esta constituye el alcano principal con respecto al cual se nombra la estructura, considerando las cadenas menores como sustituyentes.
• Luego, se numeran los átomos de carbono constitutivos de la cadena principal, comenzando por el extremo desde el cual los carbonos que posean el grupo funcional o los sustituyentes reciban los números más bajos posibles.
• Se indican los nombres del grupo o los sustituyentes de la cadena principal, precedidos del número que corresponde al átomo de carbono al que están unidos. Si existen dos grupos sobre el mismo carbono, se repite el número delante del segundo grupo. Si un mismo sustituyente aparece más de una vez en la cadena, los números de las posiciones que ocupan se enumeran, separados entre sí por comas, y se usan los prefijos di, tri, tetra, etc., para indicar el número de veces que aparece dicho grupo.

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1. EJEMPLOS COHERENTE CON LOS TEMAS:

1. Indica el tipo o clase de carbono: primario, secundario, terciario y cuaternario.

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1. Indica la hibridación que se presentan en cada uno de los átomos de carbono que participan en la siguiente

molécula: [pic 9]

d. Nombre los siguientes compuestos relacionados con los alcanos.

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1. ACTIVIDADES A DESARROLLAR PARA CADA TEMA:  [pic 14]

TEMA 1: EL ÁTOMO DE CARBONO

1. Elaborar una línea de tiempo relacionada con la historia de la química orgánica. Tenga en cuenta los periodos o épocas, autores, postulados o teorías.

1. Elabore una infografía que relacione: importancia de la química orgánica en la medicina, en la industria y en la cotidianidad.

1. El átomo de carbono presenta una gran variedad de formas alotrópicas que tienen diversos usos. Consulta sobre cuatro formas alotrópicas. Luego, contesta las siguientes preguntas y registra la información en la tabla:

1. ¿Qué aplicaciones tiene en la industria?
2. ¿Cuáles son las características de cada una de ellas?

1. Identifica el tipo de enlace y de hibridación que presentan los siguientes compuestos:

1. Identifique las clases de carbono (primarios; secundarios, terciarios y cuaternarios), en los siguientes compuestos. Utilice colores diferentes para cada clase.

a.                                                                                                 b.  

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