HIDROCARBUROS Los hidrocarburos se pueden dividir según el esquema siguiente:

REACCIONES QUÍMICAS MÁS IMPORTANTES
HIDROCARBUROS
Los hidrocarburos se pueden dividir según el esquema siguiente:
1. Alifáticos (cadena abierta)
- saturados: alcanos
- insaturados: alquenos
alquinos
2. Cíclicos (cadena cerrada)
- saturados: cicloalcanos
- aromáticos (anillo bencénico)
Las reacciones de los hidrocarburos se clasifican en los siguientes tipos:
a) de sustitución: Un átomo (o un grupo) enlazado a un átomo de carbono se sustituye por otro que
entra en su lugar.
Br-Br + CH4
CH3-Br + HBr
b) de eliminación: Se caracterizan por la pérdida de una molécula pequeña del seno de una molécula
mayor, produciéndose la formación de un enlace múltiple en esta última.
H Cl
CH3-CH-CH2
CH3-CH=CH2 + HCl
c) de adición: Inversas a las de eliminación, se adiciona una molécula al doble enlace de otra,
convirtiéndolo en uno sencillo.
H2 + CH2=CH2
CH2-CH2
Estos tipos de reacciones pueden transcurrir mediante un mecanismo homolítico o heterolítico.
En la ruptura homolítica de un enlace covalente se originan unas especies muy reactivas,
denominadas radicales. Su reactividad se debe a que tienen electrones desapareados.
En la ruptura heterolítica, uno de los átomos conserva el par de electrones, produciéndose dos iones.
A : B    
A  + B
hom olitica
A : B    
heterolitica
A
+
-
+ B :
1. Alcanos ( h. saturados)
a) Oxidación (calor de combustión):
C 3 H 8  5 O 2  3 CO 2  4 H 2 O
b) Halogenación fotoquímica (sustitución)
De los alcanos se debe destacar que debido a la fortaleza de sus enlaces (covalentes) y sus escasa
polaridad, son muy estables y no son afectados por la mayoría de reactivos.
La halogenación de alcanos es una reacción de sustitución que transcurre a través de radicales.
CH4 + Cl2
CH3-Cl + HCl
metano
clorometano
El mecanismo está dividido en una serie de pasos:
a) iniciación
Se produce la disociación de la molécula de cloro por medio de la luz, transformándola en dos
radicales libres.
h
C l  C l   2 C l 
b) propagación
Estos radicales actúan sobre el alcano, formándose radicales alquílicos.
C H 3  H  C l  C H 3  H C l
Los radicales alquílicos actúan sobre nuevas moléculas de cloro, incorporando átomos de cloro y
formando nuevos radicales Cl
C H 3  C l 2  C H 3  C l  C l 
c) terminación
El agotamiento de estos radicales puede suceder de varias maneras:
C l   C l  C l 2
C H 3  C H 3  C H 3  C H 3
C H 3  C l   C l  C H 3
F: reacción violenta
I: demasiado inerte
En algunos casos se producen isómeros de posición:
CH 3  CH 2  CH 3  Cl 2    CH 3  CH
luz UV
2
 CH 2 Cl
1-cloropropano
+ CH 3  CHCl  CH 3
2-cloropropano
2. Alquenos y alquinos (h. insaturados)
El enlace  del doble enlace es más débil que el enlace , lo que explica la tendencia a producir
reacciones de adición electrófila.
Un reactivo electrófilo es aquel que ataca a una molécula con nubes electrónicas ”disponibles”,
como la nube  del doble enlace.
Vamos a ver este tipo de reacciones en:
a) alquenos simétricos.
X
H
CH2 = CH2 + HX
CH2 - CH2
(1)
CH2 = CH2 + X2
X
X
CH2 - CH2
(2)
b) alquenos asimétricos.
La reacción con halógenos es la misma que en los alquenos simétricos, pero con los halogenuros de
hidrógeno no se obtienen los dos productos posibles. Se sigue la regla de Markovnicov, que
establece que el electrófico va al carbono menos sustitutido.
R - CH = CH2 + HX
X
R - CH - CH3
X
+ R - CH2 - CH2
Mecanismo:
H+
(1)
:X-
CH2 = CH2
X
CH2 - CH3
CH2 - CH3
Tras el ataque del electrófilo, H+, se forma un carbocatión que es atacado por el nucleófilo restante,
:X-.
H
(2)
H
H
H
C=C
H
:Br-
H
C-C
H
H
H
H
Br+
Br:
H
C-C
H
Br Br
Br
Resumen:
Adición de hidrógeno:
catalizador metálico
CH 2  CH 2  H 2         CH 3  CH 3
Adición de halógenos:
CCl
4
CH 2  CH 2  Br 2  
 CH 2Br  CH 2Br
1,2-dibromoetano
Un ensayo rápido para enlaces dobles, C = C , consiste en añadir gota a gota una disolución roja
de bromo disuelto en tetracloruro de carbono. El ensayo es positivo si se decolora
inmediatamente.
Adición de halogenuros de hidrógeno:
CH 2  CH 2  HCl
 CH 3  CH 2 Cl
Adición de agua:
CH3  CH  CH2 + H2O
H SO
dil
 2 4  
CH3  CHOH  CH3
2-propanol
(regla nemotécnica de Markovnikov: en la adición de moléculas asimétricas (H-OH, H-Cl), el
hidrógeno queda unido al carbono que tiene mayor nº de hidrógenos):
CH 3  CH  CH 2  HCl
 CH 3  CHCl  CH 3
2-cloropropano
Los alquinos adicionan dos moléculas:
CH  CH  2 Cl 2  CHCl
2
 CHCl
2
1,1,2,2-tetracloroetano
HC  CH  2 HCl  CH
 CHCl 2 (Markovnikov)
3
1,1-dicloroetano
3. Aromáticos
El benceno, C6H6, es el hidrocarburo aromático más importante.
Su estructura con dobles enlaces alternados, sugiere que el benceno podría dar reacciones de
adición con facilidad.
H
H
H
H
H
H
Sin embargo, esto sólo ocurre en condiciones muy enérgicas y en presencia de catalizadores.
Es tan estable que se comporta como si estuviera formado por enlaces simples C-C.
Experimentalmente se ha comprobado que el benceno está formado por un anillo hexagonal plano,
cuyas distancias de enlace C-C son todas iguales e intermedias entre las de un enlace sencillo y uno
doble. La explicación es que el esqueleto del anillo lo constituyen enlaces  entre los carbonos,
mientras que seis orbitales pz puros, cada uno con un electrón, están situados perpendicularmente al
plano del anillo. Todos ellos se solapan lateralmente entre sí y forman un enlace  deslocalizado,
mitad por encima y mitad por debajo del plano del anillo.
Las reacciones más características y que origina con más facilidad son las de sustitución electrófila
de sus hidrógenos permaneciendo inalterable el anillo.
a) Nitración.
- NO 2 + H 2 O
nitrobenceno
El HNO3 es una molécula neutra, incapaz de atacar al anillo. Pero acompañado de ácido sulfúrico:
HNO3 + 2 H2SO4
H3O+ + 2 HSO4- + NO2+
ion nitronio (electrófilo)
SO

+ HNO 3  H
2
+
4
H
H + NO2+
NO2 + H+
NO2
b) Halogenación.
Requiere del catalizador AlCl3 o FeCl3.


+ Cl 2  AlCl
3
Cl2 + AlCl3
-Cl + HCl
clorobenceno
AlCl4- + Cl+
ion cloronio (electrófilo)
+
H
H + Cl+
Cl + H+
Cl
c) Alquilación.
lC l

+ R  C l  A
3
-R + HCl
alquilbenceno
(R = cadena hidrocarbonada)
AlCl4- + R+
carbocatión (electrófilo)
R-Cl + AlCl3
El mecanismo es similar a la halogenación.
Cuando en un anillo bencénico se introduce un segundo grupo, su posición viene determinada por el
primero. Si éste aumenta la reactividad del benceno ( -OH, -NH2, -R, -X, ...) orienta hacia
posiciones orto y para.
AlCl3
CH3 + Cl2
CH3
+ Cl
Cl
o-clorotolueno
tolueno
CH3
p-clorotolueno
AlCl3
OH + Cl2
OH + Cl
Cl
o-clorofenol
fenol
OH
p-clorofenol
El grupo OH suministra electrones al anillo, convirtiendo las posiciones orto- y para- en centros de
alta densidad electrónica.
Pero si es desactivante ( -NO2, -CHO, -COOH,...) orienta hacia la posición meta.
HNO3
NO2
nitrobenceno
NO2
NO2
m-dinitrobenceno
El grupo NO2 estrae electrones del anillo, desactivando las posiciones orto- y para-.
HALOGENOALCANOS
Los halogenoalcanos primarios sufren reacciones de sustitución mediante un mecanismo llamado
sustitución nucleófila bimolecular (SN2).
El halógeno va a ser sustituido por un nucleófilo, que es un reactivo que tiene apetencia de zonas de
la molécula con déficit electrónico. Estas zonas se producen debido a la mayor electronegatividad
del halógeno, así el par de electrones del enlace se encontrará desplazado hacia el átomo del


halógeno, originándose un dipolo eléctrico: C  X .
Para que un reactivo sea nucleófilo debe tener un par de electrones libres y carga negativa, aunque
esto último no es imprescindible.



N u : R  X  R  N u  : X

CH3CH2Cl + :OHcloroetano
ejemplos:
CH3CH2OH + :Cletanol
CH3CH2CH2Br + :CNbromopropano
CH3CH2CH2CN + :Brbutanonitrilo
..
Pueden actuar como nucleófilos el :OH- ; RO:- ; :CN- ; X:- ; R N H 2 ; ....
La SN2 tiene una cinética de segundo orden: v  k : N u  R  X 
Los halógenoalcanos terciarios siguen otro tipo de mecanismo llamado sustitución nucleófila
unimolecular (SN1). Es un mecanismo por etapas:
lenta
  -C+ + Cl-C-Cl  
1ª etapa:
carbocatión terciario (muy estable)

2ª etapa:
-C+ + :OH2
3ª etapa:
-C- O H2 + H2O
-C- O H2

ejemplo:
-C-OH + H3O+
CH3
CH3 - C - Br + H2O
CH3
CH3
CH3 - C - OH
CH3
Sigue una cinética de primer orden: v  k  R  X 
La naturaleza del sustrato va a influir sobre la velocidad relativa de la sutitución nucleófila.
ejemplo:
R-Cl + IR-I + ClR
Me
Et
Pr
k
80
1
0,53
H
Nu:
C-X
H
H
El Nu: ataca al metano sin impedimentos
H
H
C
Nu:
H
H
En el etano, ya hay impedimentos estéricos que disminuyen la
velocidad.
C-X
H
La naturaleza del nucleófilo también puede modificarla.
Experimentalmente, se ha observado que la nucleofilia sobre un mismo átomo aumenta en la
especie con carga negativa:
Me-Cl + OH- es más rápida que Me-Cl + :OH2
La nucleofilia decrece hacia la derecha en un período (no importan las cargas):
Me-Br + :NH3 más rápida que Me-Br + :OH2
También aumenta hacia abajo en los grupos.
Hay que tener en cuenta al grupo saliente, cuanto menos básico sea (menor tendencia a compartir el
par), mejor saldrá. Así, el I- es mejor grupo saliente que el Br-, y este es mejor que el Cl-. El OH- es
una base fuerte, así que no es un buen grupo saliente.
En cuanto a los halogenoalcanos secundarios, pueden experimentar ambos mecanismos.
Con disolventes apróticos (disolventes polares pero que no forman puentes de hidrógeno con el
nucleófilo), como la acetona, se favorece la SN2, si hay un buen nucleófilo en el medio.
Con disolventes próticos, como el agua, y un nucleófilo mediocre, se favorece la SN1.
Los halogenoalcanos también pueden sufrir reacciones de eliminación, si están en presencia de
bases fuertes como el OH- :
CH2-H
CH2
- Cl
CH3 - C - Cl + :OHCH3
-
CH3 - C
CH3
+ H2 O
ALCANOLES
a) Eliminación:
Cuando se calientan los alcoholes con un deshidratante como el H2SO4 conc. experimentan una
deshidratación intramolecular obteniéndose alquenos.
Estas reacciones se dan mejor en alcoholes terciarios.
CH3
CH2
H2SO4 conc
CH3 - C + H2O
CH3 - C - OH
CH3
alcohol terbutílico
CH3
2-metilpropeno
H2SO4 conc
CH3CH2OH
etanol
CH2=CH2 + H2O
etileno
reactividad: terciario > secundario > primario
(regla de Saytzeff: el doble enlace se forma predominantemente con el carbono que tiene mayor
nº de sustituyentes)
b) Oxidación:
Los alcoholes también pueden sufrir reacciones de oxidación. Cuando un alcohol primario
se oxida (con K2Cr2O7, KMnO4, etc.) produce un aldehído, que a su vez puede oxidarse a ácido.
Los alcoholes secundarios dan lugar a cetonas.
Y los alcoholes terciarios sólo se oxidan en condiciones muy enérgicas, originándose rupturas de las
cadenas.
O)
(O)
alcohol primario: CH 3  CH 2 OH  (
 CH 3  CHO   CH 3  COOH
etanol
etanal
ácido acético
O)
 CH 3  CO  CH 3
alcohol secundario: CH 3  CHOH  CH 3  (
2-propanol
propanona
Los éteres o alcoxialcanos pueden obtenerse a partir de los alcoholes a través de la síntesis de
Wiliamson:
RO- Na+ + H2O
R-OH + NaOH
RO- Na+ + R’X
ejemplo:
RO-R’ + Na+ Xéter
+
CH3CH2O Na + ICH2CH3
CH3CH2OCH2CH3 + Na+ Ióxido de sodio
iodoetano
éter etílico
N2


S
ALCANALES Y ALCANONAS
Su estructura es análoga a la de los alquenos, está formada por un enlace doble ( y ).
Pero la diferencia está en que, debido a la gran electronegatividad del oxígeno, está polarizado
permanentemente:


C  O


C  O:
polar e insaturado
Reacciones de oxidación y de reducción
Los aldehídos pueden oxidarse a ácidos con K2Cr2O7 en medio ácido, como hemos visto en la
sección de alcoholes:
(ox)
R-CHO
R-COOH
Las cetonas no se ven afectadas por la oxidación.
Tanto aldehídos como cetonas pueden reducirse selectivamente con LiAlH4.
O
R-C-H
LiAlH4
OH
R-C-H
H
alcohol primario
LiAlH4
OH
R-C-R’
H
alcohol secundario
aldehído
O
R-C-R’
cetona
ACIDOS ALCANOICOS
Los ácidos alcanoicos se pueden obtener por oxidación de los alcoholes primarios, como se ha visto
anteriormente.
Cuando un ácido reacciona con un alcohol se produce un éster y H2O. Este proceso es lento y
reversible. Se lleva a cabo con mayor facilidad en el caso de alcoholes primarios.
esterificación
ácido + alcohol
éster + agua
saponificación
o hidrólisis
ejemplo:
O
C2H5 - C
OH
ác. propanoico
O
+ HO - CH3
metanol
H 2 SO


4
C2H5 - C
O - CH3
propanoato de metilo
+ H2O
Los aceites y las grasas, que son los lípidos más comunes, son ésteres naturales de la glicerina y
algunos ácidos orgánicos de cadena larga llamados ácidos grasos. Cuando un aceite o grasa se
calienta con una disolución acuosa alcalina, el grupo éster sufre una reaccción de hidrólisis o
saponificación, obteniéndose las sales alcalinas de los ácidos grasos, llamadas jabones.
R -COO- Na+
R -COO-CH2
H2O/OH
R’ -COO-CH + 3 Na+ OH-
HO-CH2
-
R’ -COO- Na+ + HO-CH
calor
R’’-COO-CH2
grasa
R’’-COO- Na+
jabón
HO-CH2
glicerina
Los aniones del jabón (R-COO-) están constituidos por una larga cadena hidrófoba (y lipofílica),
cuyo extremo (-COO-) es hidrófilo.
El poder detergente se debe a este doble carácter:
 la cadena hidrocarbonada disuelve las gotas de grasa responsables de la suciedad,
 el ion carboxilato (-COO-), al ser hidrófilo, solubiliza al conjunto en agua, arrancándolo del
tejido.
Comparación entre la acidez de alcoholes y de ácidos:
La acidez de los alcoholes de cadena corta es muy similar a la del H2O:
R -O- + H3O+
R -OH + H2O
Ka =
H 3O

RO

pKa = -log Ka
R - OH
Un alcohol será tanto más ácido cuanto menor sea su pKa
Los alcoholes secundarios y terciarios son menos ácidos que los primarios. En cambio, cuantos más
sustituyentes electronegativos haya en el átomo de carbono contiguo, más ácido será el alcohol.
Esto se debe al efecto inductivo (arrastre de la nube electrónica de un enlace  por un átomo
electronegativo unido al carbono 2)
CH3 - CH2OH
ClCH2 - CH2OH
F3C - CH2OH
pKa
15,9
14,3
12,4
Los ácidos carboxílicos son más ácidos que los alcoholes:
R - COOH + H2O  R - COO- + H3O+
ion carboxilato
Ka =
H3O

RCOO
RCOOH

pKa = -log Ka
Si en lugar de agua se usa una base fuerte (OH-) la reacción se favorece:
R - COOH + OH-  R - COO- + H2O
El ion carboxilato puede hidrolizarse parcialmente:
R - COO- + H2O  R - COOH + OH(reacción básica)
Los ácidos carboxílicos pueden reaccionar con bicarbonato de sodio (base débil):
R - COOH + Na+ HCO3-  R - COO- Na+ + CO2  + H2O
soluble en agua
Los ácidos carboxílicos insolubles en agua, como el benzoico, se pueden reconocer por su
facilidad para disolverse en disoluciones diluidas de NaHCO3.
En los ácidos, la gran polarización del grupo carbonilo provoca el desplazamiento de la nube
electrónica del átomo de oxígeno en el -OH hacia el oxígeno del grupo carbonilo, lo que facilita la
salida del H+ mejor que en los alcoholes.
..
O-
O
 R-C
R-C
..
O

RC
+ H+
..
OO
anión carboxilato
-H
O
En el anión carboxilato, el par de electrones está deslocalizado entre los dos enlaces C-O:
12,3 nm
O
16,6 nm
H-C
O-
O
H-C
O
12,7 nm (los dos
enlaces son
equivalentes)
Los sustituyentes electronegativos también aumenta la acidez:
C6H5 - OH
HCOOH
C6H5 - COOH
CH3 - COOH
CH2Cl - COOH
CHCl2 - COOH
CCl3 - COOH
pKa
 10
3,75
4,19
4,72
2,85
1,26
0,64
AMINAS
Basicidad:
Son bases débiles típicas:
CH3NH2 + H2O  CH3NH3+ + OHion metilamonio
NH3
CH3NH2
(CH3)2NH
(CH3)3N
C6H5 - NH2
CH3 - CONH2
pKb
4,75
3,36
3,29
4,28
9,38
15
POLÍMEROS


Polímero = molécula muy grande (macromolécula), constituida por una unidad que se repite muchas veces.
Los polímeros se pueden clasificar atendiendo a su:
a) procedencia
b) composición
c) propiedades físicas
(a) PROCEDENCIA
(b) COMPOSICIÓN
(c) PROPIEDADES
FÍSICAS
naturales (caucho, látex)
sintéticos (polietileno, PVC)
homopolímero: único tipo de monómeros: [...A-A-A-A-A...
copolímero: más de una clase de monómero: [...A-B-A-B-A-B... (alternante,
al azar, por bloques,...)
plásticos: (a) termoplásticos (se pueden moldear en caliente en repetidas ocasiones),
ej: polietileno
(b) termoestables (una vez moldeados y endurecidos, no pueden moldearse de
nuevo),
ej: resinas, como baquelita, araldit,...
fibras: se pueden tejer en hilos,
ej: tergal, nylon
elastómeros: comparten la elasticidad del caucho,
ej: neopreno



Preparación de polímeros sintéticos:
Polimerización por adición.
Se forman por unión sucesiva de varias unidades de monómero y son el resultado de la reorganización de sus
enlaces.
n CH2CH2  [CH2CH2]n
polietileno
Polimerización por condensación.
Se forman a través de una reacción en la que dos moléculas se combinan mediante la pérdida de otra molécula más
pequeña, como la de agua.
 H 2O
 HO(CH2)xOOC(CH2)yCOOH ...
HO(CH2)xOH + HOOC(CH2)yCOOH   
.... [O(CH2)xOOC(CH2)yCO]n
poliéster


Polímeros orgánicos:
Poliolefinas
monómero
polímero
eteno
polietileno
CH2=CH2
[-CH2-CH2]n
propeno
polipropileno
CH2=CH-CH3
[-CH2-CH-]n
CH3
vinilbenceno (estireno)
poliestireno
-CH=CH2
[-CH-CH2]n
cloroeteno (cloruro de vinilo)
PVC
CH2=CHCl
[-CH2-CH-]n
Cl
tetrafluoroeteno
teflón
CF2-CF2
[-CF2-CF2]n
propenonitrilo (acronitrilo)
poliacronitrilo
CH2=CH-CN
[-CH2-CH-]n
CN
metacrilato de metilo
CH2=C-COOCH3
CH3
polimetacrilato de metilo
COOCH3
[-CH2-C-]n
CH3
El caucho natural está constituido por cadenas de poli-cis-isopreno (cis-2-metil-1,3-butadieno):
 CH 3

n CH2=C(CH3)CH=CH2  
  CH 2
H
C C
CH
2



 
Otro polímero natural es la gutapercha, constituida por cadenas de poli-trans-isopreno:
  CH 2


 CH 3
H
C C
CH
2



 
El caucho sintético, buna-S (SBR), se obtiene por copolimerización del butadieno y del estireno:
El neopreno se obtiene por polimerización del 2-cloro-1,3-butadieno (cloropreno):
  CH
n CH2=CClCH=CH2  
 Cl

H
2
C C
CH
2



 
Poliésteres
H O
2

HOCH2CH2OH + HOOC
COOH   
1,2-etanodiol
ácido tereftálico (ácido 1,4-bencenodicarboxílico)
....HOCH2CH2OOC
.... [OCH2CH2OOC
poliéster: tergal

COOH ...
CO]
Poliamidas
HOOC(CH2)4COOH
+
ácido hexanodioico (adípico)
H2N(CH2)6NH2
1,6-hexanodiamina
H O
2


HOOC(CH2)4CONH(CH2)6NH2 ...
.... [OC(CH2)4CONH(CH2)6NH]
poliamida: nylon 6,6
El primer número significa de átomos de carbono de la diamina y el segundo el número de átomos del ácido
dicarboxílico.
Una fibra de poliamida de características excepcionales es el kevlar: resistencia del acero y gran estabilidad
frente a temperaturas elevadas (guantes, chalecos antibala, material deportivo de alta resistencia):
HOOC
COOH
+
ácido 1,4-becenodicarboxílico (tereftálico)
... [OC
CONH
poliamida: kevlar
NH]
H2N
NH2
1,6-diaminobenceno
H O
2



Características de los polímeros sintéticos más comunes:
nombre
polimetacrilato de
metilo
poliuretano
nombre comercial siglas propiedades
PMMA rígido, resistente, transparente,
plexiglás
aspecto vítreo, estabilidad al aire
libre
PU
poliuretano
termoestables
poliamidas
nylon
politetrafuoroeteno
teflón
resinas
melamínicas
formica
politerftalato de
etileno
polieteno
terfatalato de
polietileno
polietileno de
alta densidad
PET
LDPE
policloruro de
vinilo
polipropeno
polietileno de
baja densidad
cloruro de
polivinilo
polipropileno
polivinilbenceno
poliestireno
PS
resinas fenolformaldehído
baquelita
resinas de poliester
PTFE
HDPE
resistencia al impacto, dureza,
flexibilidad, facilidad para
formar fibras, resistencia al agua
y disolventes orgánicos
sólido duro y flexible, aislante,
excelente resistencia a los
agentes químicos
termoestables, resistentes a los
agentes mecánicos, fácilmente
coloreables
buena resistencia a agentes
químicos, barato y fácil de
procesar
PVC
rígido
PP
análogas al polietileno, resiste
mayores temperaturas, no se
debilita por flexión
transparente, rígido, barato
aplicaciones
rótulos,
iluminación,
mobiliario
espumas, aislantes
en construcción,
calzado deportivo,
barnices
fibras textiles,
cepillos, redes
juntas, material de
laboratorio
tableros,
laminados,
muebles, material
eléctrico
envases y botellas
envases, botellas,
embalajes, cables,
materiales de
construcción
bolsas, menaje,
juguetes
muy amplios
hilos y cordajes,
envoltorios,
automóviles
menaje, embalaje y
aislamiento
(espuma)
termoestable, resistente a agentes el primer polímero
mecánicos y químicos
comercial (1907),
hoy se usa muy
poco
ligeras, buena resistencia a la
carrocerías, cascos
intemperie
de embarcaciones,
tanques para
productos químicos
APÉNDICE 1: RESUMEN DE FORMULACIÓN DE QUÍMICA ORGÁNICA
1. HIDROCARBUROS SATURADOS (ALCANOS)
a) Los cuatro primeros tienen por nombres: CH4 metano; CH3 - CH3 etano;
CH3 - CH2 - CH3 propano; CH3 - CH2 - CH2 - CH3 butano.
El resto se nombra mediante un prefijo que indica el nº de carbonos y la terminación ano.
5- pentano; 6- hexano; 7- heptano; 8 octano; 9 nonano; 10- decano; ...
b) Los radicales, formados por la pérdida de un H en un carbono terminal, se nombran sustituyendo la
terminación ano por ilo.
CH3 metilo; CH3 - CH2 etilo; CH3 - CH2 - CH2 propilo.
Cuando forman parte de ramificaciones se les surpime la "o" final: metil; etil; propil.
c) En los alcanos ramificados la cadena principal corresponde a la de mayor nº de carbonos; y la estructura
se nombra respecto a ella.
Para determinar la posición de los sustituyentes se numera la cadena principal mediante localizadores de
modo que éstos sean los más bajos posibles.
d) Los radicales se nombran por orden alfabético.
e) La presencia de radicales idénticos se señala mediante los prefijos: di; tri; tetra;....
7
6
5
4
3
2
1
CH3 - CH2 - CH - CH - CH2 - CH - CH3
CH3 CH2
CH3
CH3
4-etil-2,5-dimetilheptano
(245 es más pequeño que 346)
f) Cuando existen dos radicales sobre el mismo átomo de carbono, se repite el localizador.
CH3
CH3 - CH2 - C - CH2 - CH3
CH3
3,3-dimetilpentano
g) La fórmula general de los hidrocarburos saturados es: CnH2n+2.
2. ALQUENOS Y ALQUINOS.
Se trata de hidrocarburos no-satuardos con enlaces dobles, C = C (alquenos), o con enlaces triples, C 
C (alquinos).
2.1. Alquenos.
a) Se nombran sustituyendo la terminación ano de los hidrocarburos saturados por la terminación eno, que
indica el doble enlace.
b) Se numerará la cadena de modo que el carbono que tiene signado el doble enlace tenga el localizador
más bajo.
CH2 = CH2 eteno (etileno)
CH2 = CH - CH3
propeno
CH3 - CH - CH = CH2
CH3
3-metil-1-buteno
CH2 = CH - radical etenilo (vinilo)
c) La fórmula general de los alquenos es: CnH2n.
d) En el caso de que el hidocarburo posea más de un doble enlace (polienos) debe indicarse con los prefijos
correspondientes: di, tri, etc.
CH2  CH - CH = CH2
1,3-butadieno
2.2. Alquinos.
a) Se nombran sustituyendo la terminación ano de los hidrocarburos saturados por la terminación ino, que
indica el triple enlace.
CH  CH
etino (acetileno)
CH  CH - CH3
propino
b) La cadena se numera de modo que los carbonos localizadores del triple enlace tengan asignado el nº
más bajo posible.
CH3 - CH  CH - CH3
2-butino
c) La fórmula general de los alquinos es: CnH2n-2.
3. CICLOALCANOS.
Son hidrocarburos saturados de cadena cerrada.
Se nombran anteponiendo el prefijo ciclo:
CH2
CH2
CH2
CH2
ciclopentano
CH2
La fórmula general de los cicloalcanos es: CnH2n.
4. HIDROCARBUROS AROMÁTICOS
a) Se nombran como derivados del benceno, C6H6 :
- CH3
metilbenceno (tolueno)
b) Si hay más de un sustituyente se indican sus posiciones mediante números o prefijos:
CH3
1,2-dimetilbenceno (o-dimetilbenceno)
CH3
CH3
1,3-dimetilbenceno (m-dimetilbenceno)
CH3
H3C
CH3
1,4-dimetilbenceno (p-dimetilbenceno)
5. DERIVADOS HALOGENADOS (halogenoalcanos)
Se nombran como derivados de los hidrocarburos indicando la posición del halógeno:
CH3 - CH2I yodoetano
CHCl3
CH2Cl - CH2Cl
1,2-dicloroetano
triclorometano (cloroformo)
Cl
1,2-diclorobenceno
Cl
6. FUNCIONES OXIGENADAS.
6.1. Alcoholes (alcanoles)
Están definidos por el grupo funcional OH. En su nomenclatura se agrega la terminación ol al
hidrocarburo de referencia, indicando, cuando sea preciso, la posición del grupo -OH por medio de
localizadores.
Se conservan algunos nombres vulgares que están muy arraigados.
CH3OH
metanol (alcohol metílico)
CH3 - CH2OH
etanol (alcohol etílico)
(alcoholes primarios)
CH3 - CH2 - CH2OH
1-propanol
CH3 - CHOH - CH3
2-propanol
CH - COH - CH
CH3
2-metil-2-propanol
CH2OH - CH2OH
1,2-etanodiol
(alcohol secundario)
(alcohol terciario)
Cuando el grupo OH va unido al anillo de benceno el compuesto se denomina fenol:
 OH
6.2. Éteres.
Su grupo característico es el O intercalado en una cadena de hidrocarburo.
Se nombra añadiendo a los nombres de los dos radicales que los constituyen la palabra éter.
También se emplea la palabra oxi intercalada entre los nombres de los dos hidrocarburos.
CH3 - O - CH2 - CH3
etil-metil-éter o metano-oxi-etano
6.3. Aldehidos (alcanales)
O
Su grupo característico es - C
(- CHO)
H
En su nomenclatura se agrega la terminación al al hidrocarburo de referencia.
HCHO
metanal (formaldehido)
CH3 -CHO
etanal (acetaldehido)
CH3 - CH – CH2  CHO
CH3
3-metilbutanal
6.4. Cetonas (alcanonas)
O
Están caracterizadas por el grupo  C ( - CO - )
En su nomenclatura pueden seguirse dos métodos:
a) dándole la terminación ona al hidrocarburo de referencia.
b) nombrando los radicales que van unidos al grupo carbonilo y a continuación la palabra cetona.
CH3 - CO - CH3
propanona o dimetilcetona (acetona)
CH3 - CO - CH2 - CH3
butanona o etilmetilcetona
CH3 - CO - CH2 - CH2 - CH3
2-pentanona
CH3 - CH2 - CO - CH2 - CH3
3-pentanona
6.5. Ácidos carboxílicos (ácidos alcanoicos)
O
Su grupo característico es C
(  COOH)
OH
En su nomenclatura se agrega la terminación oico al hidrocarburo de referencia.
HCOOH
ácido metanoico (ác. fórmico)
CH3 - COOH
ácido etanoico (ác. acético)
CH3 - CH2 - COOH
HOOC - COOH
COOH
ácido propanoico
ácido etanodioico (ác. oxálico)
ácido benzoico
CH3 - CHOH - CH2 - COOH
ácido 3-hidroxibutanoico
6.6. Ésteres.
Son derivados de la sustitución del H del grupo carboxílico por un radical. es decir por una cadena
hidrocarbonada
O
C
(  COO  R)
OR
Se nombran como si fuesen sales de alquilo o arilo.
CH3 - COO - CH2 - CH3
COO - CH3
HCOO - CH2 - CH3
etanoato (acetato) de etilo
benzoato de metilo
metanoato (formiato) de etilo
7. FUNCIONES NITROGENADAS.
7.1. Aminas.
Son derivados del amoníaco, por sustitución de uno o más hidrógenos por radicales.
Se nombran posponiendo el término amina al radical.
CH3 - CH2 - NH2
etilamina (amina primaria)
CH3 - NH - CH3
dimetilamina (amina secundaria)
CH3 - N - CH3
CH3
trimetilamina (amina terciaria)
NH2
fenilamina (anilina)
7.2. Nitrilos.
Son los cianuros orgánicos.
Se nombran agregando al nombre del hidrocarburo del que proceden la terminación nitrilo.
CH3 - C  N
etanonitrilo
CH3 - CH - CH2 - C  N
CH3
3-metilbutanonitrilo
7.3. Amidas.
Se consideran procedentes de la sustitución del OH del ácido carboxílico por el grupo amino
Se nombran sustituyendo la terminación -oico del ácido por la de amida.
O
CH3 - C
etanamida (acetamida)
NH2
CH3 - CH2 - CONH2
propanamida
HCONH2
metanamida (formamida)
H2N - CO - NH2
carbodiamida (urea)
 Escribe y nombra una posible fórmula para los siguientes compuestos:
a) C3H6O
b) CH4O
c) C2H3N
d) C2H6O
e) C6H12
f) C2H4O2
 Representa las formas geométricas de las siguientes moléculas: C H
2 4 ; C2H2 ; C6H6 ; CH3OH ; HCHO ;
HCOOH ; CH3NH2 ; HCONH2.
¿Cuáles de ellas serán polares? ¿Cuáles de ellas presentarán enlaces de hidrógeno?
¿Cuáles de ellas serán bastante solubles en agua?
APÉNDICE 2: TIPOS DE ISOMERÍA
1.- Plana.
1.1. de cadena: mismo grupo funcional, pero diferente estructura de la cadena (lineal, ramificada).
CH3 - CH2 - CH2 - CH3
butano
CH3 - CH - CH3
metilpropano
CH3
1.2. de posición: mismo grupo funcional colocado en posición diferente en la misma cadena
carbonada.
O
CH3 - C - CH2 - CH2 - CH3
2-pentanona
O
CH3 - CH2 - C - CH2 - CH3
3-pentanona
1.3. de función: distintos grupos funcionales.
alcohol / éter
CH3 - CH2OH
etanol
CH3 - O - CH3
dimetil éter
O
aldehído / cetona
CH3 - CH2 - C
propanal
H
O
CH3 - C - CH3
ácido / éster
pronanona
O
CH3 -CH2 - C
ácido propanoico
OH
O
CH - C
acetato de metilo
O - CH3
2. Estereoisomería.
2.1. geométrica: no hay libre rotación en torno a un doble enlace. Se requiere que los dos grupos
unidos a cada carbono del doble enlace sean diferentes entre sí.
H3 C
CH3
C=C
Cl
cis-2-cloro-2-buteno
H
H3 C
H
C=C
Cl
trans-2-cloro-2-buteno
CH3
2.2. óptica: relacionada con la presencia de carbonos "asimétricos" en una molécula. Poseen las
mismas propiedades físicas y químicas, diferenciándose únicamente en el distinto comportamiento
frente a la luz polarizada. Los isómeros ópticos (enantiómeros) son imágenes especulares.
COOH
ácido 2-cloropropanoico
HOOC
C
C
Cl
Cl
H
H
CH3
H3C
EJERCICIOS DE REFUERZO
1. Indica el tipo a que pertenecen cada una de las siguientes reacciones químicas:
(A) CH3-CH=CH2 + H2  CH3-CH2-CH3
(B) CH3-COOH + NH3  CH3-COO- NH4+
(C) CH3-CH2-CH2OH  CH3-CH=CH2 + H2O
(D) CH3-CH=CH2 + HCl  CH3-CHCl-CH3
2. De los siguientes ácidos, ¿cuál es el más fuerte?: ácido propanoico; 2-cloropropanoico;
2-metilpropanoico; 3-cloropropanoico
3. La reacción entre metano y cloro gaseoso se realiza en la presencia de luz ultravioleta.
¿Cuál es el objetivo de dicha luz?
4. ¿En qué tipo de compuestos se encuentra principalmente la isomería geométrica?
5. ¿Qué tipo de isómeros son los compuestos butano y metilpropano?
6. ¿Cuál de los siguientes compuestos no se describe como un hidrocarburo insaturado?
(A)
7.
(B) CH3-CCH
(C)
-CH3
¿Cuántos átomos de carbono hay en el 3,3,4-trimetil-1-penteno?
8. ¿Cuántos alquenos diferentes, incluyendo los estereoisómeros, tienen la fórmula C4H8?
9. ¿Cuál de las fórmulas siguientes representa un hidrocarburo saturado?
(A) C2H4
(B) C2H2
(C) CH3CHCH2
(D) (CH3)3CH
10. ¿Cuál de las siguientes especies representa un radical libre etilo?
(A) C2H5 
(B) C2H5+
(C) C2H5(D) C2H4+
¿Cuántos éteres isómeros existen de fórmula molecular C4H10O?
11. ¿Cuál de los siguientes compuestos es un éster?
(A) CH3-CO-O-CO-CH3
(B) CH3-CH2-CO-CH3
(C) CH3-CH2-COOH
(D) CH3-OOC-CH3
12. De los compuestos siguientes, ¿cuál es el menos soluble en agua?
(A) CH3-CH2OH
(B) CH3-O-CH3
(C) CH3-COOH
(D) (CH3)2NH
13. De los compuestos mostrados a continuación, ¿cuál se esperaría que fuera el menos soluble en agua?
(A) CH3-CH2-CH2F
(B) CH3-CH2-CH2-NH2
(C) CH3-CH2-CH2OH (D) CH3-CH2-COOH
14. De los compuestos pentano y 2-metilbutano se esperaría que tuvieran el/la mismo(a):
(A) punto de ebullición (B) solubilidad en benceno
(C) fórmula estructural (D) composición en porcentaje
15. El octano, C8H18, en comparación con el hexano, C6H14, tiene:
(A) un punto de ebullición más alto y una presión de vapor más baja a 25ºC
(B) un punto de ebullición más alto y una presión de vapor más alta a 25ºC
(C) un punto de ebullición más bajo y una presión de vapor más baja a 25ºC
(D) un punto de ebullición más bajo y una presión de vapor más alta a 25ºC
16. ¿De qué tipo de compuestos es característico el grupo funcional -C-H?
O
17. Si los siguientes compuestos se colocan en orden creciente de acidez, señala la secuencia correcta.
CH 3
-OH
(I)
-CH OH
2
(II)
-COOH
Cl-
(III)
-COOH
(IV)
18. ¿Cuál de los siguientes compuestos se disolverá en agua para dar una disolución neutra?
I. C6H5NH2
II. C6H5COOCH3
III. C6H5COOH
19. ¿Cuál de los siguientes isómeros del hexano tiene el punto de ebullición más alto?
(A) CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
(B) CH3-CH2-CH2-CH-CH3
CH3
(C)
CH3-CH2-CH-CH2-CH3
CH3
(D)
CH3
CH3-CH2-C-CH3
CH3
20. ¿En la molécula:
CH3
CH3-CH-CH-CH-CH3
Cl Br
¿cuántos carbonos ópticamente activos?
21. ¿Cuál de los siguientes reactivos reacciona cediendo un par de electrones?
(A) radical libre metilo (B) ion carbonio
(C) reactivo electrófilo (D) reactivo nucleófilo
22. ¿Cuál es el compuesto que es más soluble en agua y tiene el punto de ebullición más alto?
(A) propanol
(B) ácido propanoico
(C) propano
(D) propanal
23. Un compuesto orgánico desconocido reacciona muy rápidamente con sodio para producir gas
hidrógeno. El agua de bromo no es decolorada cuando se agrega al líquido orgánico. Al calentar el
compuesto orgánico con etanol se forma un compuesto con olor dulce. ¿De qué tipo de compuesto se
trata?
24. ¿Qué compuesto se forma al adicionar Br2/CCl4 al ciclohexeno en ausencia de luz?
25. Para la reacción siguiente:
CH3
- C-H
Br / FeBr
 2 3 
CH3
¿cuál es el producto principal?
26. ¿Cuál es la fórmula del producto principal que se obtiene en la reación entre la metilamina y el cloruro
de hidrógeno?
27. ¿Cuál es la fórmula del alcohol del que puede obtenerse propanona mediante oxidación?
28. ¿Cuál de las siguientes especies puede reaccionar con propano más fácilmente para obtener
bromopropano?
(A) una molécula de bromo
(B) un átomo de bromo
(C) un ion bromuro, Br
(D) un ion bromonio, Br+
29. Dos compuestos tienen por fórmulas estructurales:
CH3-CHOH-CH2-CH2-CH3
CH3-CH-CH2-CH2OH
CH3
(A) ¿Qué tipo de isómeros son
(B) ¿Cuál es el producto de la oxidación?
30. Cuando una mezcla de etanol y ácido sulfúrico concentrado se calienta a aproximadamente 170ºC,
¿cuál es el producto gaseoso resultante?
31. Un análisis positivo con la solución de Fehling, ¿qué indica?
32. Comenta la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones sobre isomería:
(A) El butano y el metilpropano son isómeros de cadena.
(B) El propanal y la propanona son isómeros de función.
(C) El 1-buteno posee isomería geométrica.
(D) El 1-propanol y el 2-propanol son isómeros de posición.
33. Las reacciones de sustitución en los derivados aromáticos siguen una reglas de orientación según sea
el grupo sustituyente que se encuentre sobre el anillo. Indica si los siguientes grupos sustituyentes
orientan a orto y para o a la posición meta:
(A) Cl
(B) CH3
(C) NO2
(D) OH
34. Escribe la fórmula del producto principal de la adición de HCl a (CH3)2C=CH-CH3.
35. Escribe la fórmula del compuesto que producirá ácido 3-metilbutanoico como el producto principal de
oxidación.
36. ¿Cuál de los siguientes compuestos presenta isomería óptica?
(A) CH3-CH=CH-CH3
(B) CH3-CHCl-COOH
NH2
(C) CH3-C-COOH
CH3
(D) HOOC-CH2-CH-CH2-COOH
NH2
37. ¿Cuál de las siguientes moléculas tiene la mayor distancia de enlace carbono-carbono?
(A) H3CCH3
(B) H2CCH2
(C) HCCH
(D) H2CCO
38. ¿Qué tipo de compuesto es CH3-O-C-H?
O
39. Comenta la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:
(A) En los alcanos los átomos de carbono tienen una distribución geométrica trigonal plana.
(B) En los alquenos por lo menos dos átomos de carbono tienen una distribución geométrica
trigonal plana.
(C) En los alquinos por lo menos dos átomos de carbono tienen una distribución geométrica trigonal
plana.
(D) En los hidrocarburos aromáticos los átomos de carbono presentan una distribución geométrica
trigonal plana.
40. ¿Qué compuesto es la base más fuerte?
(A) NH3
(B) CH3NH2
(C) (CH3)2NH
(D) (CH3)3N
41. ¿Qué tipo de reacción es la que convierte una cetona en un alcohol?
42. ¿Qué fórmula representa un alcohol secundario?
(A) CH3-CH2-CH2-O-CH3
(B) CH3-CH2-CH-CH2OH
CH3
(C) CH3-CH2-CHOH-CH2-CH3
(D) CH3-CH2-COH-CH3
CH3
43. ¿Cuántos compuestos aromáticos diferentes tienen la fórmula molecular C 8H10?
44. Escribe la fórmula del producto principal de la oxidación del CH3-CH2-CHO.
45. En la cadena de reacciones:
HNO / H SO
Br / FeBr
3

2 4  A   2  
3  B
¿Cuál es la fórmula del producto final B?
46. En la nitración del benceno con una mezcla de ácido nítrico y ácido sulfúrico, ¿Cuál el electrófilo que
ataca al anillo de benceno?
47. ¿Cuál de los siguientes pares de sustancias reacciona mediante una reaccción de esterificación?
(A) CH3NH2 y HCl
(B) CH3-COOH y CH3OH
(C) CH3-COOH y NaOH (D) CH3OH y NaOH
48. ¿Cuál de los siguientes compuestos tiene isomería cis-trans?
(A) H2C=C(CH3)2 (B) ClHC=C(CH3)2
(C) H3C-C(CH3)3 (D) CH3HC=CHCH3
EJERCICIOS COMPLEMENTARIOS
1. Cuando se calienta alcohol etílico (etanol) en presencia de un ácido (que actúa como catalizador) tiene
lugar una reacción de eliminación y, como consecuencia se obtiene etileno (eteno) y agua. Cuando,
bajo las mismas condiciones, se calienta 2-butanol se forman dos alquenos (aunque no en las mismas
proporciones).
a) Escribe y ajusta la reacción de eliminación del etanol. Escribe las fórmulas semidesarrolladas de los
dos alquenos obtenidos en la reacción de eliminación del 2-butanol (indicando en cada una de ellas
la posición de la insaturación).
b) Indica, razonado la respuesta, la disposición de los enlaces de cada carbono en los productos de
esta última reacción.
c) ¿Podrías nombrar y formular algún polímero derivado del eteno? Valora el interés económico,
biológico e industrial de los polímeros artificiales.
2. El isopreno (metilbutadieno), monómero precursor del cucho natural, da lugar a éste por reacciones de
adición. El caucho puede encontrarse en dos formas isómeras diferenciadas por el tipo de unión (cis o
trans) entre las unidades fundamentales. La forma cis constituye el caucho natural y la trans la
gutapercha.
a) ¿En qué consiste una reacción de adición? ¿Qué entiendes por isomería? ¿Qué tipos conoces?
Pon algún ejemplo.
b) Realiza dibujos que permitan distingue el caucho de la gutapercha.
c) Indica alguna propiedad de éstos u otros polímeros que los haga interesantes desde el punto de
vista económico, biológico o industrial.
3. Escribe las fórmulas estructurales de todos los isómeros de C 4H9Cl. Nombra los compuestos que
formules.
4. ¿Qué tipo de reacción (o reacciones) permite distinguir una cetona de un aldehido? Explícalo con
ejemplos. Nombra los compuestos que formules.
5. ¿Qué es un polímero? Pon algún ejemplo de polímeros utilizados en la vida diaria, indicando para qué
son utilizados.
6. ¿Qué tipo de monómeros son los adecuados para obtener un polímero de adición? ¿y para uno de
condensación?
7. Nombra y formula el ácido carboxílico más sencillo que conozcas. ¿Cuál sería la geometría alrededor
del átomo central? Indica los pasos que realizas para obtenerla.
8. El teflón, de fórmula empírica CF2, es un pilímero formado por la polimerización de F 2C=CF2: a) ¿Qué
tipo de reacción de polimerización se usa para obtener este polímero, nómbrala y escríbela, utilizando
sólo dos o tres monómeros para el polímero? b) ¿Qué otro tipo de reacciones conoces para obtener
polímeros? Utiliza algún ejemplo.