Pre Informes De Química Orgnica

TRABAJO FINAL

PAOLA ANDREA HURTADO ROJAS

Código 1083905422

Curso: 100416 - 341

Presentado a:

JARAMILLO HERNÁNDEZ FREY

Tutor

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

INGENIERÍA AMBIENTAL PITALITO HUILA

MAYO 2015

1. Identificación del problema

¿Cómo la química orgánica explica la reactividad, estructura y propiedades de compuestos derivados del carbono, naturales y sintetizados artificialmente?

La Química Orgánica permite explicar con mayor precisión la estructura, propiedades y reactividad de compuestos naturales y sintetizados derivados del átomo de carbono, estudiando sus formas internas, lo cual logra identificar la forma en que los átomos de carbono pueden reaccionar con otros, Hibridación suele ser de 3 tipos, ser Tetraédrica (sp3),Trigonal (sp2) o digonal (sp), además permite que podamos identificar características únicas que permiten que sean compuestos más estables en la naturaleza. los hidrocarburos, que son básicamente los compuestos más primarios, con contenidos de Carbono e Hidrogeno, entre los que encontramos los alcanos alquenos y alquinos, que se diferencian por los tipos de hibridación que presentan, los cuales hacen que tengan distintas propiedades tanto físicas como químicas. Los compuestos orgánicos en presencia de Oxigeno y los que tienen contenidos de Nitrógeno y Azufre que tienen distintas propiedades, en donde se observa que los compuestos con Oxigeno son compuestos combustibles por la aparición de un Grupo Hidroxilo (OH) y ya con la combinación de Nitrógeno y Azufre suelen formar estructuras más complejas en la parte viviente, que entran en el ciclo del metabolismo de los seres vivientes.

Si se analiza la composición de la materia en términos de la proporción relativa de los diferentes elementos presentes, se encuentra que cerca del 95% de la masa está constituida por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre. El porcentaje restante está representado por elementos como calcio, fósforo, hierro, magnesio, entre otros. Los elementos presentes en los seres vivos se denominan bioelementos. Los cinco elementos más abundantes (C, H, O, N y S) son indispensables para la síntesis de las moléculas que conforman los seres vivos.

En primer lugar, los compuestos derivados de la combinación del carbono con un cierto número de otros elementos, son la materia prima con la cual se ha construido la vida en el planeta. De manera que el estudio de la química orgánica es la base para la comprensión del funcionamiento de los seres vivos, aspecto estudiado específicamente por la bioquímica. En segundo lugar, la posibilidad de extraer, purificar y modificar intencionalmente una gran variedad de compuestos orgánicos, así como el desarrollo de procesos industriales con los cuales ha sido viable la síntesis artificial de otros compuestos, ha revolucionado la forma de vida de las personas en la civilización actual. Algunos ejemplos de productos derivados de compuestos orgánicos son: el papel, las telas de algodón, los combustibles (petróleo, ACPM, carbón), las drogas (como la penicilina) y las vitaminas. Así mismo, compuestos orgánicos sintetizados artificialmente son: los plásticos, los detergentes, los pesticidas, los colorantes, algunas fibras (rayón, dacrón, nailon, orlón) y algunas drogas (como la cortisona y varios antibióticos).

2. Resumen de temas requeridos para la identificación de la situación problema.

UNIDAD 1

Principios de la química orgánica e hidrocarburos

En algún momento el estudio de la química orgánica debe extenderse a nivel molecular, para las propiedades físicas y químicas de una sustancia en última instancia se explican en términos de la estructura y la vinculación de las moléculas. Este módulo introduce algunos hechos básicos y principios que son necesarios para una discusión de moléculas orgánicas.

La estructura molecular y sus enlaces de carbono y su estructura al unirse con átomos como el Hidrogeno, el Oxígeno y el Nitrógeno, en cuanto a su hibridación, la que determina su estructura tridimensional (hibridación tetrahidrica, trigonal y la digonal). Así mismo se estudió los hidrocarburos alifáticos los cuales son de carácter aromático, además de conocer el criterio adecuado para la nomenclatura de los Alcanos y la identificación de la cadena principal, las clases de grupos Alquilo y la identificación de sus nombres los cuales se distribuyen generalmente, por orden alfabético sin tener en cuenta los prefijos separados por un guion (t-, sec-) o los indicadores del número de grupos (di-, tri-, tetra-), la reacciones químicas con los alcanos se presentan en condiciones no normales sino por medio de un laboratorio

Hibridación del átomo de carbono

Hibridación del carbono: La estructura electrónica de los átomos que constituyen una molécula orgánica determina la estructura tridimensional de ésta y sus propiedades.

Hibridación tetraédrica o sp3: Un carbono unido a cuatro átomos siempre tendrá hibridación sp3 y una estructura tetraédrica. Así son los alcanos, haluros de alquilo, alcoholes, éteres y aminas, entre otros.

Hibridación trigonal o sp2: Un carbono unido a tres átomos, que mantiene un doble enlace con uno de ellos, siempre tendrá hibridación sp2 y una geometría trigonal plana.

Hibridación digonal o sp: Un carbono unido a dos átomos, que mantiene un triple enlace con uno de ellos, siempre tendrá una hibridación sp y una estructura lineal.

Los hidrocarburos alifáticos son los Alquenos, estos presentan dobles enlaces carbono – carbono en su cadena carbonada, su nomenclatura es similar a la de los Alcanos y sus reacciones químicas son las siguientes:

 Adición con hidrogeno

 Adición con halógenos

 Combustión

Los alquinos son compuestos orgánicos que tienen uno o más enlaces triples en sus reacciones de adición, estas son las que más se dan en estos compuestos: adición de hidrogeno, halógeno y agua como son:

 Hidrogenación de alquinos

 Halogenacion de alquinos

 Hidroalogenacion de alquinos

Los hidrocarburos aromáticos, los cuales son compuestos cíclicos estructuralmente con dobles y triples enlaces, por lo general encontrados principalmente en ciertas sustancias naturales. La estructura de estos compuestos se derivan del benceno, es una molécula cíclica con un anillo con coplanaridad, en forma hexagonal y con un orden de enlace intermedio entre un enlace sencillo y un doble enlace, las reacciones de los compuestos aromáticas se dan por medio de la ayuda de catalizadores, esto se debe a la estabilidad de los orbitales “degenerados”.

Derivados halogenados, son Compuestos Orgánicos que en su cadena carbonada han reemplazado un átomo de Hidrogeno por elementos halógenos (Flúor, Cloro, Bromo o Yodo).

UNIDAD 2

Funciones Orgánicas con Oxigeno.

Alcoholes: En química se denomina alcohol a aquellos hidrocarburos saturados, o alcanos que contienen un grupo hidroxilo (-OH) en sustitución de un átomo de hidrógeno enlazado de forma covalente. Los alcoholes pueden ser primarios, secundarios o terciarios, en función del número de átomos de hidrógeno sustituidos en el átomo de carbono al que se encuentran enlazado el grupo hidroxilo.

Los mono alcoholes derivados de los alcanos responden a la fórmula general CnH2n+1OH

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Nomenclatura del alcohol: Para los alcoholes mono-funcional, este sistema común consiste en nombrar el Grupo Alquilo seguido de la palabra alcohol. Alcoholes también pueden clasificarse como primaria, 1 º, secundaria, 2 º y terciario, 3 º, de la misma manera como halides alkyl. Esta terminología se refiere a la substitución de alquil del átomo de carbono con el grupo del oxhidrilo (de color azul en la ilustración).

La reacciones de obtención de alcoholes, se puede dar de diversas formas, entre ellas las más simples son la hidratación o la fermentación

Hidratación: Hidratación Markovnikov: En esta hidratación el grupo hidroxilo va al carbono con más sustituyentes. Se emplea como reactivo sulfúrico acuoso, o bien, acetato de mercurio en agua, seguido de reducción con borohidruro de sodio.

Fermentación: Denominada también como fermentación del etanol o fermentación etílica, es un proceso anaeróbico realizado por las levaduras, mohos y algunas clases de bacterias, que producen cambios químicos en las sustancias orgánicas.

La fermentación alcohólica tiene como finalidad biológica proporcionar energía anaeróbica a los microorganismos unicelulares (levaduras) en ausencia de oxígeno para ello disociar las moléculas de glucosa y obtener la energía necesaria para sobrevivir, produciendo el alcohol y CO2 como desechos consecuencia de la fermentación.

Obtención del Alcohol en el laboratorio: A partir de aldehídos y cetonas, por medio de hidratación se puede obtener, con la llamada reacción de GRIGNARD, condicionada al reactivo de GRIGNARD, el cual es un haluro de alquilmagnesio, preparado a partir de un haluro y magnesio en solvente éter (Organometalico), la ecuación general es:

R-X + Mg ----(éter)-----> R-MgX (R grupo alquil, X halógeno)

Reacciones

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