guia de el carbono y sus compuestos

ESCUELA NORMAL SUPERIOR DE MANIZALES
NÚCLEO DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA
PLAN DE CLASE
Código
GADC10-15
Versión
2011
Página
1 de 12
ÁREA: QUÍMICA
GRADO: UNDÉCIMO PERIODO: I
¿Por qué el carbono forma una rama de la química?
COMPETENCIAS:
 Emplea la hibridación para explicar los enlaces en los compuestos orgánicos, identificando
las funciones químicas del carbono a través de los grupos funcionales, relacionándolos con
las normas establecidas por la IUPAC para nombrar los compuestos orgánicos usando las
fórmulas moleculares, semiestructural y estructurales.
DESEMPEÑOS:
 Explica los tipos de hibridación que caracterizan los enlaces sencillos, dobles y triples
presentes en los compuestos del carbono.
 Explica las propiedades del átomo da carbono y su relación con la formación de la gran
cantidad de compuestos orgánicos.
 Demuestra el proceso de hibridación del átomo de carbono a partir de modelos de orbitales
atómicos para generar moleculares.
 Nombra según las reglas de la IUPAC cualquier compuesto orgánico.
 Identifica la función química que representa los grupos funcionales.
 Utiliza los instrumentos de laboratorio correctamente, procurando el cuidado de su integridad
personal y la de sus compañeros.
A.
VIVENCIA
Con ayuda de mis compañeros de subgrupo respondo las siguientes preguntas:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
¿En se diferencia los compuestos orgánicos e inorgánicos?
¿Cual es el principal yacimiento de carbono mineral en nuestro país?
Nombre tres componentes derivados del petróleo.
Enuncie dos aplicaciones del carbono mineral.
Cite tres compuestos que contenga Carbono (C).
Haga la distribución electrónica del C por niveles, subniveles y orbitales.
BC.
FUNDAMENTACION TEORICA
¿EXISTE ALGUNA RELACIÓN ENTRE EL ORIGEN DE LA VIDA Y EL CARBONO?
Existen evidencias de que hace millones de millones de años, la mayor parte de los
átomos de carbono en el planeta se hallaban formando gas metano. Esta molécula
orgánica simple combinada con agua, amoniaco e Hidrogeno constituían la
atmosfera primitiva. La acción de los relámpagos y las radiaciones de alta energía
a través de esa atmosfera, fragmento muchas de esas moléculas en partes muy
reactivas que se combinaron nuevamente y formaron compuestos más complejos.
De esta forma se produjeron los aminoácidos, el formaldehido, las purinas y
pirimidinas que junto con otros compuestos formados fueron llevados por la lluvia
al mar, convirtiéndose en un gigantesco deposito que contenía todos los
compuestos necesarios para el origen de la vida.
¿CÓMO HA LOGRADO LA QUÍMICA ORGÁNICA DESARROLLARSE COMO
CIENCIA?
El primer experimento probable del hombre donde utilizo componentes orgánicos
quizás fue al momento de darle uso al fuego. La cocción de los alimentos y
modificar en parte las reacciones en sus organismos.
Los antiguos egipcios utilizaron los componentes orgánicos (índigo y alizarina)
para el tenido de las telas, mientras que los fenicios empleaban la purpura real,
una sustancia orgánica obtenida de un molusco para el mismo fin.
La fermentación de las uvas para producir alcohol etílico y las características
acidas del “vino agrio” se describen en la biblia y probablemente desde mucho
antes.
La química orgánica como ciencia tiene aproximadamente 200 años de existencia.
La siguiente tabla resume la historia de la química orgánica:
FECHA
Finales del siglo XVIII
Principios del siglo XIX
1820
1830
1830-40
1840-50
1850
1860
1870
1880
1930-40
1950
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DATO HISTORICO
La fuerza vital como enigma de la química orgánica.
Se establece que los compuestos orgánicos están formados por
un número limitado de elementos.
Hay acercamiento al hecho de cierto ordenamiento de las
estructuras orgánicas.
Establecimiento de la ley de las proporciones múltiples.
Se sintetizan la urea (paso de la química inorgánica a la orgánica)
Mayor precisión en el análisis elemental.
Se descubre un fenómeno especial, la isomería.
Se descubren los radicales orgánicos.
Se definen radicales derivados.
Se inicia la clasificación por tipos de compuestos.
Orden entre los radicales orgánicos: la sustitución.
Definición de los radicales derivados.
Ordenación por tipos de concentración.
La unificación de radicales y tipos.
Se establezca la tetravalencia del carbono y su capacidad para
formar cadenas.
Primeros postulados modernos.
Estructura tetraédrica del carbono isomería óptica.
Estructura hexagonal del benceno.
Planteamiento de la teoría de la resonancia.
Desarrollo de la espectroscopia de los rayos X.
Desarrollo de la espectrometría de masa.
Análisis conformacional: estereoquímica del ciclohexano.
Descubrimiento de la resonancia magnética nuclear.
La química orgánica es la rama de la química que estudia las sustancias de origen natural y
sintético, que contienen carbono, material que hace parte de todos los seres vivos del planeta.
Los compuestos orgánicos están constituidos, generalmente, por unos pocos elementos, entre los
cuales los principales son: Carbono, Hidrogeno, Oxigeno y Nitrógeno. En menor proporción se hallan
el Cloro, Bromo, Yodo, Azufre, Fosforo, Arsénico y Flúor.
La fuentes de los compuestos orgánicos son en gran parte de los compuestos orgánicos que se
hallan en la naturaleza son productos de la fotosíntesis de los vegetales. Las principales fuentes son:
El Carbono, el petróleo, organismos animales y vegetales, residuos vegetales o animales y la
síntesis orgánica.
La siguiente tabla, resume las diferencias más importantes entre ambos tipos de compuestos:
COMPUESTOS ORGANICOS
 Se obtienen de sustancias animales y
vegetales. También por síntesis.
 Formadas por C, H, Oxigeno, N, S,
halógenos y trazas de Fe, Co, P, Ca, Zn.
 Predomina el enlace covalente por partes
electrónicos compartidos.
 Influenciados por fuerza de Van der Waals
o interacciones dipolo-dipolo.
 Sus puntos de función y ebullición son
bajos (fuerzas de intermoleculares
débiles).
 La gran mayoría son solubles en
solventes orgánicos y poco solubles en
agua.
 Sus reacciones son lentas; rara vez
cuantitativas. (velocidad de reacción baja)
 Pueden ser sólidos, líquidos o gases.
 Mucho son volátiles y fácilmente
destilables.
 En solución acuosa presentan baja o nula
conductividad eléctrica.
 Son químicamente inestables.
COMPUESTOS INORGANICOS
 Se encuentran libres en la naturaleza,
forman sales , óxidos, etc.
 Se forman por diversas combinaciones de
los elementos de la tabla periódica.
 Predomina el enlace iónico o metálico
formado por iones o átomos. En algunos
casos son covalentes.
 Presentan
fuerzas
de
unión
electrostáticas.
 Sus puntos de fusión y ebullición son
elevados. (fuerzas iónicas fuertes)
 La gran mayoría son solubles en agua y
poco solubles en solventes orgánicos.
 Sus reacciones son instantáneas y
cuantitativas. La velocidad de reacción es
alta.
 Generalmente son sólidos.
 No son volátiles y difícilmente destilables.
 En solución acuosa muestran
conductividad eléctrica.
 Son químicamente estables.
alta
ACTIVIDAD 1.
1. De las anteriores características de los compuestos orgánicos y inorgánicos, clasifica cuales
se consideran propiedades físicas y químicas.
2. Según tu criterio y conocimiento, ¿Que otros compuestos orgánicos utilizamos en nuestra vida
cotidiana?
3. ¿Que otro componentes orgánico fueron utilizados en la antigüedad?
El Carbono es el elemento mas abundante de la naturaleza, se encuentra
formando infinidad de compuestos. En la corteza terrestre se halla en una
proporción de 0.003%. La atmosfera contiene carbono en forma de bióxido
de carbono en un 0.003% del volumen total. Hace parte de todos los seres
vivos y compuestos orgánicos.
Se exceptúan algunas sustancias carbonadas como los carbonatos de calcio (calcita), de magnesio
(magnesita), ferroso (siderita), de manganeso (rodocrosita), de cinc (smithsonita), de bario
(witherita), el carbonato doble de calcio y magnesio, además del monóxido de carbono, bióxido de
carbono, acido cianhídrico y sus sales entre otros.
Los compuestos del carbono en nuestra dieta y el oxigeno que respiramos, aportan la energía para
la vida. Lo más sorprendente es que muchos de los átomos de carbono que forma nuestro cuerpo,
han pertenecido a otros seres vivos incluyendo quienes nos rodean, sean personas, animales o
plantas.
El carbono es un elemento que puede adoptar diversas formas y cada una de ellas presentan
idénticas propiedades químicas a las demás, pero sus propiedades físicas son diferentes. Esas
formas de un mismo elemento se denominan formas alotrópicas.
El carbono presenta 4 formas con estas condiciones alotrópicas: el grafito, el diamante, el carbono
amorfo y una nueva forma llamada los fullerenos. Hagamos una breve mirada a cada una de ellas:
El grafito (del griego graphein, escribir), llamado también plombagina, se encuentra en forma
laminar brillante y algunas veces como masas negras y suaves al tacto. Es un buen conductor de la
electricidad. Se emplea en la fabricación de minas de lápices, pinturas, crisoles, electrodos de pilas y
en proceso electrolíticos industriales.
El diamante es un carbono casi puro, formado por cristales incoloros o poco coloreados. En uno de
estos cristales, cada átomo de carbono se rodea por otros cuatro átomos localizados en el vértice de
un tetraedro regular, no es conductor de la corriente eléctrica. Si se somete a altas temperaturas, se
hincha y se transforma en grafito. Arde en oxigeno puro produciendo gas carbónico.
El carbono amorfo puede ser de dos clases: natural y artificial. La mayoría de los carbonos amorfos
naturales provienen de la descomposición lenta de restos vegetales en la corteza terrestre, libre del
contacto con el aire. Componen este grupo la hulla, la antracita, el lignito y la turba.
Los carbonos amorfos artificiales, se forman por la calcinación o combustión incompleta de
diversos materiales orgánicos, entre ellos se tiene: carbón coque, carbón animal, carbón vegetal,
hollín, negro de humo y carbón de azúcar.
En los últimos años ha sido descubierta una nueva forma alotrópica del carbono, se trata de los
fullerenos, que son compuestos de estructura esférica u ovoidea, que ha sido sintetizados en el
laboratorio aunque también existen naturalmente como estructuras carbonadas extraterrestres, pues
se han encontrado muestra de ellos en meteoritos caídos en la corteza terrestre.
Los fullerenos también se encuentran por ejemplo en una llama, o en la atmosfera de las estrellas.
Su estructura se produce la unión de anillos de 5 y 6 carbonos: el más conocido es el C60
compuesto por 29 anillos de 6 carbonos y 12 anillos de 5 carbonos. Su estudio abre caminos
importantísimos a la tecnología de futuro.
ESTRUCTURA DEL ATOMO DE CARBONO.
El carbono tiene Z=6, por lo tanto su distribución electrónica es:
1s2 2s2 2p2. Teniendo en cuenta la regla de Hund, los
electrones se distribuyen:
1s2
2s2 2p1x 2p1y 2pz
Estado basal.
Esto nos llevaría a deducir que el átomo de carbono tiene dos valencias, las correspondientes a los
orbitales atómicos 2px y 2py que tienen un solo electrón cada uno.
ESTRUCTURA TETRATONICA.
Los cuatro electrones de valencia se encuentran ubicados 2 en el orbital 2s y 2 en los orbitales Px y
Py, respectivamente; esto implica que los 4 electrones tienen diferente valor en energía. Sin
embargo, el análisis mediante rayos X demuestra que los cuatro enlaces formados por el átomo de
carbono se encuentran en dirección preestablecida. Los cuatro enlaces se disponen especialmente
en las direcciones de los vértices de un tetraedro, cuyo centro esta ocupado por el átomo de
carbono. ¿Cómo se explica este fenómeno? Hemos de tener en cuenta el estado fundamental y el
estado excitado del átomo de carbono. El estado fundamental de un átomo es la distribución
electrónica que presenta cuando se halla en estado libre.
Gracias a esta distribución es que el átomo de carbono puede formar compuestos como el CO
(monóxido de carbono). Sin embargo, el carbono en los compuestos orgánicos no presenta dos
sino cuatro electrones desapareados (tetravalente). Esto se explica desde la teoría de Linus Pauling
sobre la hibridación.
Cuando el átomo de carbono recibe una excitación externa,
un electrón del orbital atómico puro 2s2 se excita, adquiere
energía del medio y salta pasando al orbital atómico puro
2pz, obteniendo:
1s2
2s2 2p1x 2p1y 2p1z
Estado excitado.
Ahora el átomo de carbono presenta cuatro electrones impares, disponibles para el enlace, que
representa las cuatro valencias que posee. El estado excitado lo adopta el carbono en el instante de
entrar en combinación.
El carbono tiene la capacidad de originar tres tipos de hibridación según la clase de enlace covalente
entre carbonos que presente.
HIDRDACION SP3, TETRAGONAL O PIRAMIDAL.
En este caso, los orbitales atómicos puros se
mezclan entre si (se hibridan), para formar
cuatro orbitales atómicos híbridos de la forma
SP3, así: 1(2s) + 1(2Px) + 1(2Py) + 1(2Pz) =
4(SP3), esto nos indica que se formaron 4
orbitales híbridos atómicos y participaron en su
constitución 1 orbital puro S y 3 orbitales puros P. los orbitales atómicos híbridos
formados están dirigidos hacia los vértices de un tetraedro regular y separados
formando ángulos entre cada uno de ellos de 109028’. Hay compuestos orgánicos en
los cuales el carbono se enlaza a través de enlaces sencillos o simples llamados alcanos o
hidrocarburos, como el caso del metano.
HIBRIDACION SP2, TRIGONAL O PLANA.
Se hibridan los orbitales puros 2s, 2Px, 2Py,
quedando libre el 2Pz, así: 1(2s) + 1(2Px) +
1(2Py) = 3(SP2), se obtiene tres orbitales
atómicos híbridos de la forma SP2, formándose
un ángulo de 1200 entre si, localizados en un
mismo plana y dirigidos hacia los vértices de un triangulo equilátero. En este caso, el
orbital atómico puro Pz que no sufre hibridación, se sitúa perpendicular al plano de
los orbitales hibridados, estructura que adopta el carbono cuando presenta enlace
covalente doble. Esta hibridación propia de hidrocarburos con enlace doble,
alquenos.
HIBRIDACION SP, DIAGONAL O LINEAL.
Se hibridan los orbitales atómicos puros 2s y
2Px, así: 1(2s) + 1(2Px) = 2(SP), para originar
dos orbitales atómicos colineales híbridos de la
forma SP. Los orbitales resultantes SP forman
un ángulo de 1800 y los orbitales es Px y Py no
se hibridan y se localizan en forma
perpendicular al eje de los híbridos. Esta hibridación se presenta en el átomo de
carbono para formar enlaces triples entre carbono-carbono. Este tipo de hibridación la
tienen los carbonos unidos a través de un triple enlace, corresponden a hidrocarburos
insaturados, alquinos.
ORBITALES MOLECULARES. El par de electrones compartidos en el enlace covalente no se
mantienen estacionados entre los átomos, sino que ocupan orbitales algo similares a los orbitales
atómicos, llamados moleculares. Estos orbitales que tienen pares de electrones están dispuestos en
el espacio en torno a uno o mas centros atómicos o dos o mas núcleos, en lugar de estar ALREDOR
de uno como es el caso de los orbitales atómicos. Los orbitales moleculares están formados por el
solapamiento de orbitales atómicos puros o híbridos de los átomos que intervienen en el enlace.
Hay dos tipos generales de orbitales: orbitales sigma (σ) y orbitales pi (π).
ORBITAL MOLECULAR SIGMA (σ). Los orbitales sigma son uniformes simétricos entorno del eje
internuclear, la línea que pasa por los centros de los átomos enlazados. El enlace sencillo son
orbitales sigma ocupados por dos electrones que forman un enlace sigma. Las orbitales sigma se
forman por el solapamiento o cubrimiento de cualesquiera dos de los siguientes tipos de orbitales
atómicos híbridos o sin hibridar: s, p (longitudinal), SP, SP2, SP3.
ORBITAL MOLECULAR PI (π). Un orbital molecular pi no es simétrico en torno del eje internuclear,
pero es simétrico a un plano que contiene ese eje, es decir, tiene dos mitades idénticas, una por
encima y otra por debajo del eje internuclear. El segundo trazo del doble enlace (-c=c-), y los trazos
segundo y tercero del triple enlace (-c≡c-), en la formula representan cada uno un orbital pi ocupado.
Los orbitales moleculares pi se forman por el solapamiento de los orbitales atómicos puros P
paralelos de dos, tres y cuatro átomos.
ACTIVIDAD 2.
1. ¿En cuales alimentos de nuestra dieta se encuentra derivados de Carbono?
2. Realiza un pequeño ensayo donde cuentes en que partes de nuestro cuerpo se encuentra
presente el carbono y cual es su importancia.
3. ¿Por que el átomo de C forma enlaces covalentes fuertes y muy estables?
4. Explica la diferencia entre el estado fundamental y excitado de un átomo de carbono, de
ejemplos.
5. Dibuje los tipos de hibridación del átomo del C.
6. Establezca diferencias entre los tipos de hibridación del átomo de C.
7. ¿Qué diferencia existe entre orbital atómico y orbital molecular?
8. ¿Que caracteriza a un orbital sigma, a uno pi?
ESTRUCTURA DE LOS COMPUESTOS ORGANICOS.
Como ya mencionamos, en los compuestos orgánicos los átomos de C se unen entre si para formar
cadenas que pueden alcanzar longitudes considerables. Se denomina cadena a un conjunto de
átomos de C con sus respectivos enlaces unidos de tal manera que se pueden unir mediante un
trazo continuo. Ej: las cadenas pueden ser abiertas o acíclicas y cerradas o cíclicas. Las cadenas
abiertas a su vez pueden ser lineales o normales y ramificadas.
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
LINEAL.
CICLICA.
C
RAMIFICADA.
Otros átomos distintos del C pueden hacer parte de las cadenas. Los más comunes son: -O, -N, -S y
los halógenos, todos ellos con el respectivo número de enlaces que forman normalmente.
CLASES DE CARBONOS.
Dependiendo de cuantos carbonos o grupos sustituyentes se unen al carbono, se pueden clasificar
en:
CARBONO PRIMARIO
CARBONO
CARBONO
CARBONO
SECUNDARIO
TERCIARIO
CUATERNARIO
Se unen únicamente a Esta unido a dos Esta unido a tres Esta enlazado con
otro carbono o grupo átomos de carbono. átomos de carbono. cuatro
átomos
de
sustituyente. Ejemplo:
Ejemplo:
Ejemplo:
carbono. Ejemplo:
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
0
1
2
C
C
C
0
3
0
40
CLASE DE FORMULAS EN QUIMICA ORGANICA.
Una formula es la representación por medio de símbolos de los elementos que forman parte de un
compuesto. Dicha formulas son:
EMPIRICA
Indican que elemento forman la
molécula y en que proporción
están. Se obtiene a partir de la
composición centesimal del
compuesto.
Ejemplo: CH4
MOLECULAR
ESTRUTURAL
Indica el número total de Indica como están unidos los
átomos de cada elemento en átomo en una molécula.
una molécula.
Ejemplo: H-C≡C-H
Ejemplo: C6H6
Sin embargo es común utilizar
la formula condensada o
simplificada.
Ejemplo: HC≡CH; CH3-CH3
ISOMEROS. En química orgánica es común el hecho de encontrar dos o mas compuestos diferentes
que tengan la misma formula molecular. Este fenómeno recibe el nombre de isomería, y los
compuestos que lo presentan se denominan isómeros (Estos compuestos, además de poseer
propiedades físicas y químicas a veces diferentes, se diferencian en su estructura, lo cual puede
deducirse observando que sus formulas estructurales no son superponibles, aunque se les rote en
cualquier forma, tal es el caso del 1-propanol y el 2-propanol). Por consiguiente es aconsejable
enseñarnos a escribir desde un principio las formulas estructurales o semiestructurales.
C
C
C
OH
C C
C
2-propanol
OH
1-propanol
NOMENCLATURA DE COMPUESTOS ORGANICOS.
La comisión internacional para asuntos de Química reunida en Ginebra, the International Union for
the Pure and Applied Chemistry (Unión Internacional para la Química Pura y Aplicada- UIQPA)
convino en aplicar las siguientes reglas fundamentales para la asignar nombres sistemáticos a
compuestos orgánicos.
En la nomenclatura de los compuestos orgánicos son muy utilizados ciertos prefijos, que indican el
numero de carbonos o el numero de grupos de una misma cales (prefijos numéricos), como también
otros que denotan grupos funcionales o algunas particulares en la constitución o estructura de la
molécula. Así mismo, se emplean ciertos sufijos especialmente para indicar el grupo funcional
principal del compuesto. (Ver tablas)
Otros prefijos utilizados son: ciclo, que indica compuestos de cadena cerrada, e iso que denota
compuestos de una sola ramificación.
PREFIJOS NUMERICOS.
1 met – mono
11 undeca
21 heneicosa
60 hexaconta
2 et – di – bi
12 dodeca
22 docosa
64 tetrahexaconta
3 prop – tri
13 trideca
23 tricosa
70 heptaconta
4 but – tetra
14 tetradeca
24 tetracosa
75 pentaheptaconta
5 penta
15 pentadeca
30 triaconta
80 octaconta
6 hexa
16 hexadeca
31 hentriaconta
86 hexaoctaconta
7 hepta
17 heptadeca
40 tetraconta
90 nonaconta
8 octa
18 octadeca
42 dotetraconta
97 heptanonaconta
9 nona
19 nonadeca
50 pentaconta
98 octanonaconta
10 deca
20 eicosa
53 triapentaconta
99 nonanonaconta
NOMENCLATURA DE ALCANOS, ALQUENOS Y ALQUINOS.
ALCANOS
ALQUENOS
 Sufijo: ano.
 Prefijo corresponde
número de carbonos.
 Sufijo: eno.
al
Para alcanos ramificados:
 Se determina la cadena
mas larga que tenga el
doble enlace y se
enumera.
 Escoger la cadena mas
larga, las ramificaciones
terminan en il.
 Se nombra de acuerdo
al número de carbonos y
finaliza con el sufijo eno.
 Se numera la cadena
comenzando por el lado
de los radicales.
 Cuando hay más de un
doble enlace, se utilizan
los prefijos: di, tri, tetra,
antes de colocar eno.
 El
nombre
de
los
radicales se da en orden
de complejidad. Si hay
radicales
iguales
se
utilizan los prefijos di, tri,
tetra, etc.
 Los números indican el
punto de unión a la
cadena mayor
 Cuando
hay
dos
cadenas de longitud, se
numera la que tenga
mayor
número
de
radicales.
Ejemplo:
3HC-CH-CH2-CH-CH2-CH3
CH3
CH3
2,4-dimetilhexano
 La ubicación de los
radicales se indica con
un número de acuerdo a
los carbonos donde se
encuentra unidos.
 Si hay ramificaciones se
inicia enumerando por
donde
hay
mayor
cantidad de enlaces
dobles.
 En los ciclos alquenos
se coloca el prefijo ciclo
al
nombre
del
hidrocarburo.
Ejemplo:
ALQUINOS
 Se determina la cadena
mas larga que tenga el
triple
enlace
y
se
enumera.
 Se nombra de acuerdo al
numero de carbonos y
finalizando con el sufijo
ino.
 Cuando hay más de un
triple enlace, se utilizan
los prefijos: di, tri, tetra,
antes colocar ino.
 La ubicación de los
radicales se indica con
un número de acuerdo a
los carbonos donde se
encuentren unidos.
 Cuando hay doble y triple
enlace, se termina con
ino,
se
inicia
la
enumeración por el doble
enlace.
 Cuando
hay
sustituyentes
se
nombran primero, luego
los eno y por ultimo los
ino.
Ejemplo:
2HC=CH-CH2-CH3
1-buteno
3HC-CH-CH2-CH-C≡CH
CH3
CH2-CH3
5-metil-3- etil-1-hexino
CLASIFICACION DE LOS COMPUESTOS ORGANICOS.
Se denominan función química la propiedad o conjunto de propiedades comunes que caracterizan
una serie de especies químicas, las cuales tiene en su molécula, átomos o grupos de átomos que
son los que determinan en su mayor parte esas propiedades comunes, es el grupo funcional, el cual
interviene directamente en las reacciones químicas de cualquier compuesto.
RECUERDE QUE: Como norma general, cualquier que sea el grupo funcional presente, se busca la
cadena mas larga que contenga el grupo funcional; la enumeración de la cadena debe atender
prioritariamente la ubicación mas baja posible del grupo funcional en la cadena principal (prioridad
inclusive sobre los enlaces múltiples y los grupos alquilo y alcoxi).
En términos generales, el nombre IUPAC de los compuestos orgánicos funcionales contienen los
siguientes elementos:
Ramificaciones
+
raíz de la cadena principal + sufijo (especifico de cada grupo funcional)
El nombre de las ramificaciones debe encabezarse con los números correspondientes a la posición
en la cadena principal; igualmente la raíz de la cadena principal debe estar antecedida por el número
correspondiente a la ubicación del grupo funcional en ella.
La tabla siguiente contiene un resumen de los principales grupos funcionales, y el nombre general de
la familia de compuestos que los contienen, y el sufijo (o terminación) que la comisión de la IUPAC
ha escogido para cada grupo funcional.
GRUPOS FUNCIONALES ORGANICOS MÁS COMUNES.
GRUPO FUNCIONAL
FUNCION QUIMICA
PREFIJO
SUFIJO
ACIDO
CARBOXI
Acido ______oico
ESTERES
ALCOXICARBONIL
_____ato de alquilo o
arilo
AMIDAS
CARBOXAMIDO
______amida
ALDEHIDOS
(OXA) , ALDO
______al , aldehido
CETONAS
(OXO) , CETO
_____ona
R-C≡N , R-CN
CIANUROS O
NITRILOS
CIANO
_____nitrilo
R-OH , R-OH
ALCOHOLES
HIDROXI
_____ol
R-SH , R-SH
MERCAPTANOS O
TIOALCOHOLES
MERCAPTO
_______tiol
R-O-R
ETERES
OXI
____eter alquilico o
arilico
R-NH2
AMINAS
AMINO
______amina
-C≡C-
ALQUINO
______ino
-C=C-
ALQUENO
______eno
-C-C-
ALCANO
_______ano
R-C=O , R-COOH
OH
R-C=O , R-COOR
OR
R-C=O , R-CONH2
NH2
R-C=O , R-CHO
H
R-C=O , R-CO-R
R
GRUPOS NO FUNCIONALES.
GRUPO
CLASE DE COMPUESTO
PREFIJO
-X (F, Cl, Br)
HALOGENUROS
Halogeno (Fluor, cloro, bromo)
-NO
NITROSO
Nitroso
-NO2
NITRO
Nitro
-N=N-
AZO
azo
Los compuestos orgánicos se clasifican en dos grandes grupos: compuestos formados únicamente
por C e H llamados hidrocarburos y los que tienen además de C e H otros tipos de átomos como -O,
-N, -S, conocidos como Heterocíclicos.
Los hidrocarburos a su vez se clasifican en alifáticos y aromáticos. Los hidrocarburos alifáticos
pueden ser de cadena abierta o ciclicos. Los de cadena abierta pueden ser saturados como los
alcanos o insaturados como los alquenos y alquinos. Los hidrocarburos alifáticos cíclicos también
son saturados como los cicloalcanos, e insaturados como los cicloalquenos y los cicloalquinos.
Los hidrocarburos aromáticos son cíclicos insaturados de propiedades muy particulares.
D.
.APLICACION.
Hay cientos de contaminantes en el aire que se presentan en forma de partículas y gases. El material
particulado está compuesto por pequeñas partículas líquidas o sólidas de polvo, humo, niebla y ceniza
volante. Los gases incluyen sustancias como el monóxido de carbono, dióxido de azufre y compuestos
orgánicos volátiles. También se puede clasificar a los contaminantes como primarios o secundarios.
Un contaminante primario es aquél que se emite a la atmósfera directamente de la fuente y mantiene la
misma forma química, como por ejemplo, la ceniza de la quema de residuos sólidos.
Un contaminante secundario es aquel que experimenta un cambio químico cuando llega a la atmósfera. Un
ejemplo es el ozono que surge de los vapores orgánicos. Los vapores orgánicos reaccionan con los óxidos
de nitrógeno en presencia de luz solar y producen el ozono, componente primario del smog fotoquímico.
Las principales causas de la contaminación del aire son:

Emisiones del transporte urbano (CO, CnHn, NO, SO2, Pb)

Emisiones industriales gaseosas (CO, CO2, NO, SOx)

Emisiones Industriales en polvo (cementos, yeso, etc.)

Basurales (metano, malos olores).

Quema de basura (CO2 y gases tóxicos)

Incendios forestales (CO2)

Fumigaciones aéreas (líquidos tóxicos en suspensión).

Derrames de petróleo (Hidrocarburos gaseosos).

Corrientes del aire y relación presión/temperatura
La contaminación del aire tiene muchos efectos en la salud, desde irritaciones leves, hasta el desarrollo de
graves enfermedades. Dependiendo de exposiciones agudas o crónicas, los efectos en la salud pueden ser:
1. De acuerdo a la lectura anterior plante las posibles soluciones en las cuales podemos
contribuir a la conservación del planeta y al cuidado del nuestros recurso.
E.
CONSTRUCCION DEL CONOCIMIENTO.
1. Define: acíclico, cíclico, saturado, insaturado, alotrópico, alicíclicos, aromáticos y halogenuros.
2. Indicar las diferencias fundamentales entre la serie alifática y la serie aromática.
3. ¿Cuál es la diferencia entre el esqueleto de una molécula orgánica y una cadena?
4. Cite cuatro ejemplos de cadenas lineales, de cadenas ramificadas y cíclicas.
5. ¿Cómo se clasifican los carbonos en una cadena?
6. ¿Qué son series homologas?
7. Clasifique cada uno de los siguientes carbonos en primarios, secundarios y cuaternarios:
a) 3HC-CH2-CH-CH3
c) 3HC-CH-CH2-CH-CH3
CH2-CH3
3HC-CH
b) 3HC-CH-CH3
d)
3HC-CH-CH3
CH3
CH2-CH3
3HC-CH-CH2-CH-CH3
CH2-CH3
8. A continuación encontrara la formula estructural de tres moléculas diferentes. Sus átomos
están unidos por enlaces pi y sigma. Señale los enlaces utilizados los símbolos pi (π) y sigma
(σ) que unen los átomos en cada compuesto.
a)
HHH
b)
HH HH
c)
H-C-C-C-H
H-C-C=C-C-H
HHH
HH HH
HHH H
H-C=C-C-C=C-H
H
H
9. Marque con una X la respuesta correcta. La química orgánica es la rama de la química que
trata los compuestos del carbono. Una de las principales características que le permite al
carbono generar miles de compuestos orgánicos es la hibridación, la cual le posibilita formar
cuatro enlaces. El estado excitado de hibridación del carbono (z=6) esta representado en la
configuración electrónica:
a) 1s1 2s2 2p4
c) 1s2 2s1 2p3
b) 1s1 2s3 2p2
d) 1s2 2s2 2p3
10. Complete el siguiente cuadro, teniendo en cuenta la configuración electrónica del carbono en
sus diferentes estados.
ESTADO
Basal
Excitado
Hibridación tetragonal
Hibridación trigonal
Hibridación digonal
CONFIGURACION ELECTRONICA
11. Escriba la formula semiestructural de los siguientes compuestos:
a) Metano / etano / propano / n-butano / n-pentano.
b) Metil / etil / propil / isopropil / n-butil.
c) 2-metilbutano / 3-metilheptano / 2,2-dimetilpropano / 2,3-dimetilpentano.
d) 2-metil-3-etilheptano / 2,2,3-trimetilhexano / 2,3,4,4-tetrametiloctano.
e) propanamina / 2-propanamina / 2-metil-2-propanamina / 3-pentanamina.
f) dimetileter / metiletileter / dietileter / metoxibutano / etoxipentano.
g) metanol; 2-butanol; 2-metil-2-pentanol; 2,3-nonanodiol; 3-cloro-3-hexanol.
h) acido pentanoico / acido-3-metilheptanoico / acido metanoico / acido etanoico
i) metanoato de etilo / propanoato de metilo / propanoato de propilo / 2-metilbutanoato de
metil.
j) etanamida / pentanamida / 2,2-dimetilpropanamida / 2-bromo-2-clorodecanamida.
k) etanal / propanal / pentanal / heptanal / nononal / 3-nitor-2-metilhexanal.
l) Propanona / 2-butanona / dimetilcetona / proplibutilcetona / 4-octanona; 2-butanona
12. escriba la formula estructural y de el nombre de un compuesto que contenga las siguientes
características:
 6 carbonos en la cadena principal.
 El grupo aldo en el carbono 1.
 Un etil en el carbono 3.
 Un cloro en el carbono 5.
13. Escriba formulas de cualquier compuesto orgánico, utilizando las funciones químicas
conocidas y escriba su nombre.
14. Realiza un cuadro sinóptico de la clasificación de los compuestos llamados hidrocarburos.
F.
BIBLIOGRAFIA.
 RESTREPO, Fabio. Hola Química. Editorial Susaeta.
 FERNADEZ RINCON, Miryam S. Spin, Química 11. Editorial Voluntad.
 RESTREPO, Fabián. Química Orgánica Básica. Editorial voluntad.
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