INSTITUTO NACIONAL DE EDUCACION MEDIA DIVERSIFICADA INEM “FRANCISCO JOSE DE CALDAS” POPAYAN DEPARTAMENTO DE CIENCIAS PROYECTO CTS+I GUIA DE NOMENCLATURA ORGANICA GRADO XI ACADEMICO CIENCIAS AÑO LECTIVO 2005 IMPORTANCIA. La Química Orgánica estudia los compuestos del Carbono. En la actualidad se conocen más de tres millones de compuestos orgánicos y su número aumenta constantemente, tanto por la síntesis de nuevos compuestos como por la identificación de otros extraídos de fuentes naturales. Esta cantidad se debe a la propiedad que posee el carbono de formar cadenas, por consiguiente se hace necesario para distinguirlos aplicar las reglas convenidas por la UNION INTERNACIONAL DE QUIMICA PURA Y APLICADA I.U.P.A.C. para la asignación de los nombres. ATOMO DE CARBONO. El Carbono pertenece al grupo IV de la Tabla Periódica o Familia del Carbono. Su número atómico es 6, posee cuatro electrones de valencia, su configuración electrónica es la siguiente: 1s2 C Z=6 2s2 2p2 El anterior es el ESTADO FUNDAMENTAL DEL ATOMO DE CARBONO, en el cual la valencia del carbono es 2 porque hay dos electrones sin aparear. El carbono trabaja con valencia 2 en compuestos como el Monóxido de carbono CO y el Disulfuro de carbono CS2. Cuando el carbono va a entrar en combinación, se dice que está en estado excitado, los electrones saltan de un orbital inferior a uno inmediatamente superior, porque ganan energía. Se supone que el electrón del orbital 2s salta al orbital 2pz, quedando la siguiente estructura: 1s2 2s1 2p3 En ella se observan cuatro electrones desapareados, por consiguiente la valencia es cuatro. En la mayoría de los compuestos orgánicos el carbono trabaja con esta valencia. Hechos experimentales demuestran que los cuatro enlaces que forma el carbono son equivlentes, lo cual hace suponer que debe haber una mezcla de los orbitales 2s, 2px, 2py y 2pz, y la energía entonces es equivalente. Este es el ESTADO HBRIDADO DEL ATOMO DE CARBONO y se representa así: 1s2 2s1 2p3 Se han unido cuatro orbitales, uno s y tres p, por lo cual se llama HIBRIDACION TETRAEDRAL, que se representa como sp3. Esta hibridación le permite al carbono formar enlaces simples. HIDROCARBUROS. Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados por Carbono e Hidrógeno únicamente. Son hidrocarburos los ALCANOS, ALQUENOS y ALQUINOS, con enlaces simples, dobles y triples. En el siguiente cuadro se clasifican los compuestos orgánicos entre los cuales se encuentran los hidrocarburos. COMPUESTOS ORGÁNICOS ALIFATICOS Acíclicos AROMATICOS Alicíclicos Homocíclicos Heterocílicos ACTIV ACTIVIDAD. Clasifique los siguientes compuestos: 1. CH3 – CH2 – CH2 – CH3 2. CH = CH 3. 4. 5. CH3 | CH3 - CH - CH2 - CH - CH3 | CH3 HIDROCARBUROS SATURADOS, ALCANOS O PARAFINAS. Los alcanos están constituidos por átomos de carbono unidos entre sí mediante enlaces simples. Se llaman saturados, porque sus valencias están satisfechas con carbono y con hidrógeno. El nombre de parafinas proviene de su poca reactividad química (del latín parum affinis: poca afinidad). El nombre genérico internacional para los hidrocarburos de esta serie es ALCANOS, denominación que incluye el sufijo característico ANO. Los alcanos presentan hibridación tetraedral o sp3 y todos los enlaces son del tipo sigma () Su fórmula general es: CnH2n+2 NOMENCLATURA. Los cuatro primeros hidrocarburos de la serie de los alcanos reciben nombres especiales: NUMERO ATOMOS DE CARBONO NOMBRE 1C Metano FORMULA ESTRUCTURAL H H - C - H H FORMULA MOLECULAR CH4 2C Etano 3C Propano CH3 - CH3 CH3- CH2 – CH3 4C Butano CH3 – (CH2)2 –CH3 Del quinto en adelante se utilizan las raíces latinas correspondientes, así: C2H6 C3H8 C4H10 5C Pentano CH3-(CH2)3-CH3 C5H12 6C Hexano CH3-(CH2)4-CH3 C6H14 7C Heptano CH3-(CH2)5-CH3 C7H16 8C Octano CH3-(CH2)6-CH3 C8H18 9C Nonano CH3-(CH2)7-CH3 C9H20 A las decenas se les asignan nombres especiales: 10C Decano CH3-(CH2)8-CH3 C10H22 20C Eicosano CH3-(CH2)18-CH3 C20H42 30C Triacontano CH3-(CH2)28-CH3 C30H62 40C Tetracontano CH3-(CH2)38-CH3 C40H82 50C Pentacontano CH3-(CH2)48-CH3 C50H102 60C Hexacontano CH3-(CH2)58-CH3 C60H122 70C Heptacontano CH3-(CH2)68-CH3 C70H142 80C Octacontano CH3-(CH2)78-CH3 C80H162 90C Nonacontano CH3-(CH2)88-CH3 C90H182 100C Hectano CH3-(CH2)98-CH3 C100H222 A los hidrocarburos de cada decena se les anteponen los prefijos correspondientes al número de carbonos que se adicionen, así: un, do, tri, tetra, penta, hexa, hepta, octa y nona. Ejemplo: 21C Uneicosano; 32C Dotriacontano; 43C Tritetracontano; 54C Tetrapentacontano; 65C Pentahexacontano; 76C Hexaheptacontano; 87C Heptaoctacontano: 98C Octanonacontano. ACTIVIDAD. 1. Escriba nombre, fórmula estructural y molecular para los alcanos con el siguiente número de carbonos: 25, 39, 41, 57, 63, 75, 88 y 99. 2. Graficar la hibridación tetraedral del átomo de carbono. SERIES HOMOLOGAS. Los alcanos constituyen una serie homóloga, es decir, una serie de compuestos que progresivamente difieren en un grupo CH2 ACTIVIDAD. 1. Consultar las propiedades físicas de los alcanos. 2. Realice cuadros y trabaje alquenos y alquinos, teniendo en cuenta que llevan doble y triple enlace respectivamente. 3. Graficar las hibridaciones de alquenos y alquinos. Profesora. Lic. Carmen Alicia Estupiñán