Quimica Inorganica

Importancia y objeto de estudio de la Química Orgánica

Su tarea inicial fue el estudio de las sustancias que se hallaban en la naturaleza viva. Sin embargo, gradualmente fueron tomando una mayor importancia las sustancias de obtención artificial; muchas de ellas no se encuentran en la naturaleza. En el propio estudio de las sustancias naturales, de grado en grado se fue pasando de las simples hacia las más complejas, y luego también al estudio de los procesos químicos que conforman la base de la actividad vital. La química Orgánica contemporánea estudia tanto las sustancias naturales, como también las sustancias orgánicas sintéticas, la estructura de estas, sus vías de obtención, sus propiedades y las posibilidades de su utilización práctica.

Propiedades generales de los compuestos orgánicos

El carbono es un elemento esencial en los compuestos orgánicos y en casi todos las sustancias orgánicas encontramos también el hidrógeno. Además contienen oxigeno y nitrógeno, y con menos frecuencia entran en su composición los halógenos, el azufre y el fósforo.Los compuestos orgánicos típicos se caracterizan por determinadas propiedades que se diferencian de las propiedades de las sustancias inorgánicas. En la medida en que la inmensa mayoría de los compuestos inorgánicos son sustancias sólidas con alta temperatura de fusión, una gran parte de los compuestos orgánicos son sustancias líquidas de baja temperatura de fusión. Muchas reacciones de sustancias orgánicas transcurren con mayor lentitud que las reacciones de sustancias inorgánicas, a la vez que las transformaciones a menudo van simultáneamente en varias direcciones. Los compuestos orgánicos se descomponen a altas temperaturas, muchos de ellos generalmente se oxidan en el aire. En general se pude decir que las sustancias orgánicas típicas son menos estables que las inorgánicas típicas.

Hidrocarburos. Clasificación

Los principales constituyentes de las sustancias orgánicas son el carbono(C), eI hidrógeno (H), el oxígeno(O) y el nitrógeno(N). Con frecuencia también aparecen el azufre, el fósforo, el cloro etcétera.Los compuestos orgánicos que están constituidos solo por carbono e hidrógeno reciben el nombre de hidrocarburos.Teniendo en cuenta su composición los hidrocarburos son los compuestos orgánicos más sencillos.Atendiendo a la estructura química de sus moléculas los hidrocarburos se clasifican según el tipo de enlace entre los átomos de carbono en hidrocarburos saturados y no saturados y según la forma de la cadena carbonada en hidrocarburos alifáticos y cíclicos.En los hidrocarburos saturados los enlaces carbono-carbono son simples. Ejemplo de estos son los alcanos y los cicloalcanos:

En los hidrocarburos no saturados hay al menos un doble o triple enlace entre dos de los útomos de carbono de la cadena. entre estos se encuentran los alquenos(doble enlace) y los alquinos(triple enlace).

En los hidrocarburos alifáticos o alicíclicos sus cadenas carbonatadas son abiertas (lineales o ramificadas), como ocurre en los alcanos, los alquenos y los alquinos.Los hidrocarburos cíclicos tienen cadena cerrada y pueden ser alicíclicos, por ejemplo, los cicloalcanos, y aromáticos. Estos últimos están relacionados con el benceno.

Hidrocarburos saturados o Alcanos. Series homólogas

Una serie de compuestos de una misma función química que tienen estructuras y propiedades semejantes, y que difieren en su composición en uno o varios grupos -CH2- forman una serie homóloga.Los miembros de la serie reciben el nombre de homólogos. En la siguiente tabla se representan los cinco primeros de la serie homóloga de los hidrocarburos saturados.

« Hidrocarburos. Nomenclatura y notación química de hidrocarburos saturados

Alcanos de cadena lineal: Estos alcanos se nombran utilizando un prefijo que indica el número de átomos de carbono en la cadena, seguido del sufijo ano A continuación en la tabla se muestran los nombres de los 10 primeros alcanos de la serie homóloga del metano.

Algo a tener en cuenta es la existencia de los grupos alquilos, los cuales están formados por la eliminación de un átomo de hidrógeno en la molécula de un hidrocarburo saturado. Estos grupos se encuentran unidos a otos átomos o grupos de átomos. Se nombran cambiando la terminación ano del alcano por el sufijo il o ilo. Por ejemplo, si a la molécula de metano (CH4) se le elimina un átomo de hidrógeno se obtiene el grupo metil o metilo -CH3; de la molécula de etano se forma el grupo etil o etilo (C2H5), y así sucesivamente.De cadena ramificada: Los hidrocarburos saturados de cadena ramificada se nombran regidas por las siguientes reglas:

• 1. Se selecciona la cadena más larga o cadena principal y se numera empezando por el extremo que tenga más cerca una ramificación. Si hay dos ramificaciones igualmente distantes de los extremos, se comienza a numerar a partir del más próximo a la más sencilla.

• 2. Se nombran los grupos alquilos en orden alfabético, indicando con un número si es necesario, la posición en la cadena principal.

• 3. Los números se separan de los nombres de los radicales mediante guiones y cuando hay varios números se separan por comas. Los nombres de los grupos se agregan como sufijos al nombre básico de la cadena principal.

Nomenclatura y notación química de hidrocarburos no saturados

Alquenos: Para nombrarlos se utilizan los mismos prefijos que en los alcanos seguido del sufijo eno, y teniendo en cuenta estas reglas:

• 1. Se selecciona la cadena más larga que contenga el doble enlace.

• 2. Se numera la cadena, comenzando por el extremo más cercano al doble enlace.

• 3. En el caso de los alquenos de cuatro o más átomos de carbono se indica la posición del doble enlace con un número, el cual se coloca antes del nombre de la cadena principal, separado por un guión.

• 4. Si la cadena es ramificada se nombran los grupos alquilo en orden alfabético, indicando con un número, si es necesario, su posición en la cadena principal. en tal caso, se procede igual que en los alcanos, teniendo presente las tres reglas anteriores.

• 5. Si en la cadena existe otro tipo de constituyente, como los halógenos, entonces el alqueno se nombra de forma análoga a como se hace en los derivados halogenados de los alcanos según las reglas antes mencionadas.

Ejemplo 1:

Ejemplo 2:

Ejemplo 3:

Alquinos: Para estos compuestos su nomenclatura solo se diferencia de los alquenos en la terminación, pues se coloca ino.

Derivados halogenados

1.- Derivados halogenados.

Son hidrocarburos que contienen en su molécula átomos de halógeno. Se nombran a veces como haluros de alkilo

Los derivados halogenados o compuestos halogenados, como su nombre lo dice son compuestos que contienen halogenos. Algunos de los compuestos halogenados son los hidrocarburos halogenados, o sea, los hidrocarburos con halogenos (clorometano, difluoropentano).

Los compuestos halogenados pertenecen al grupo funcional de los átomos de halógeno. Tienen una alta densidad. Son usados en refrigerantes, disolventes, pesticidas, repelentes de polillas, en algunos plásticos y en funciones biológicas: hormonas tiroideas. Por ejemplo: cloroformo, diclorometano, tiroxina, Freón, DDT, PCBs, PVC. La estructura de los compuestos halogenados es: R-X, en donde X es Flúor (F), Cloro (Cl), Bromo (Br) y Yodo (I)

2.- Normas a seguir para asignarles nombres a los derivados halogenados.

Se nombran anteponiendo el nombre del halógeno (fluoro, cloro, bromo, yodo) al del hidrocarburo correspondiente con el número que indica su posición. Si se encuentra un sustituyente en la cadena lateral, se numera entonces ésta principiando por el átomo de carbono unido a la cadena principal; la cadena lateral se encierra en un paréntesis La posición de los átomos de halógeno se indica por medio de localizadores.

Ejemplos:

Si existen dobles y triples enlaces, se numera la cadena de modo que a las instauraciones les correspondan los localizadores más pequeños.

Al nombrar los derivados halogenados de cadena ramificada, los halógenos se consideran como radicales y se citan en el lugar que les corresponde según el orden alfabético.

Ejemplos:

3.- Escribir el nombre de los siguientes derivados halogenados:

4.- Escribe las fórmulas estructurales de los siguientes derivados halogenados:

Compuestos Oxigenados de los Hidrocarburos

Alcoholes: Clasificación. Series homólogas. Nomenclatura y notación química. Propiedades físicas. Isomería.

• Los alcoholes son compuestos orgánicos constituidos por carbono, oxígeno e hidrógeno, y que presentan en su estructura uno o varios grupos hidroxilos (-OH) unidos a la cadena carbonada. Esta cadena carbonada o grupo alquilo puede estar ramificada o sustituida y ser abierta o cíclica.Clasificación:Atendiendo a su estructura se clasifican según el número de grupos hidroxilos en la cadena carbonada y el tipo de carbono al cual está unido el grupo -OH.Según el número de grupos hidroxilos en la cadena carbonada pueden ser alcoholes monohidroxilados (poseen un grupo -OH) y alcoholes polihidroxilados (tienen más de un grupo -OH). Ejemplos de estos se muestran a continuación:Monohidroxilados: CH3 - OH (Metanol o alcohol metílico)Polihidroxilados: OH - CH2 - CH2 - OH (1,2-etanodiol o etilenglicol)Si en la cadena carbonada de un hidrocarburo se sustituye

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