1 Asignatura: Química Curso: Segundo medio Profesora: Ivonne Gacitúa NOMBRE: NOTA (ACUMULATIVA): FECHA: 09 septiembre 2011 PUNTAJE: ACTIVIDAD ACUMULATIVA COMPUESTOS ORGÁNICOS Unidad: Química orgánica. Objetivo programático: Identificar las propiedades del carbono y de sus enlaces. Objetivo temático: Aprender cómo nombrar compuestos alifáticos Tiempo de aplicación: 10 horas pedagógicas. ¿Por qué se la llama "Química Orgánica"? "La Química Orgánica es la parte de la Química que se especializa en el estudio de los compuestos del carbono" (excepto del monóxido de carbono, el dióxido de carbono, los carbonatos y cianuros, que son parte de la Química Inorgánica). ¿Qué es una "cadena carbonada"? Es la que se forma por la unión de átomos de carbono mediante enlaces covalentes. Estas uniones pueden ser "simples", "dobles" o "triples. Las cadenas que se forman solamente por enlaces simples entre carbonos se llaman "saturadas". Cuando aparecen enlaces dobles o triples entre carbonos se llaman "insaturadas" o "no saturadas". ¿Cómo se clasifican los compuestos orgánicos? Los compuestos orgánicos se clasifican según su estructura. Podemos estudiar esa clasificación simplificando el problema. Para ellos analizaremos solamente el caso de los "hidrocarburos", compuestos formados solamente por carbonos e hidrógenos. Estos pueden clasificarse en: De cadena abierta (acíclicas o alifáticas): Saturados - con sólo enlaces simples - se los conoce como "alcanos". Pueden ser "lineales" o ser "ramificados". Insaturados - con enlaces dobles - llamados "alquenos" - o con enlaces triples llamados "alquinos". También pueden ser "lineales" o ser "ramificados". De cadena cerrada (cíclicos): Carbocíclicos - con solamente átomos de carbono en sus anillos (ciclos) Pueden clasificarse en "alicíclicos" (cicloalcanos o cicloalquenos) y "aromáticos" (mono- , bi- o policíclicos). Heterocíclicos - en sus ciclos intervienen también átomos que no son de carbono - También pueden ser mono-. bi- o policíclicos. De cadena mixta. HIDROCARBUROS (C, H) ALIFÁTICOS ALCANOS ALQUENOS ALQUINOS Simple enlace | | −C−C− | | Doble enlace \ / C=C / \ Triple enlace CH3 − CH3 etano CH2 = CH2 eteno CH = CH etino −C=C− AROMÁTICOS CICLOALIFÁTICOS Cicloalcanos Cicloalquenos Cicloalquinos Compuesto básico: Benceno Benceno 2 NOMENCLATURA DE ALCANOS Alcanos lineales: 1) Se utiliza el prefijo que indique el número de átomos de carbono que contiene la cadena. 2) Se agrega el sufijo ano. Nº de C Prefijo Nº de C Prefijo Nº de C Prefijo 1 met 6 hex 11 undec 2 et 7 hept 12 dodec 3 prop 8 oct 13 tridec 4 but 9 non 14 tetradec 5 pent 10 dec 15 pentadec Ejemplos: Grupos alquilo. Son el resultado de que un alcano pierda un átomo de Hidrógeno. Se nombran sustituyendo, en el nombre del alcano correspondiente, el sufijo ano por -ilo. Alcanos ramificados. Regla 1.- Determinar el número de carbonos de la cadena más larga, llamada cadena principal del alcano. Obsérvese en las figuras que no siempre es la cadena horizontal. Regla 2.- Numere la cadena principal desde un extremo al otro de tal forma que se asigne el número más pequeño posible al primer punto de diferencia (radical). Los radicales se nombran cambiando la terminación –ano del alcano del cual derivan por – ilo (metilo, etilo, propilo, butilo). En el nombre del alcano, los radicales se nombran primero, indicando su posición dentro de la cadena principal. Regla 3.- Si tenemos varios sustituyentes se ordenan alfabéticamente precedidos por lo localizadores. La numeración de la cadena principal se realiza para que los radicales en conjunto tomen las menores posiciones. 3 Si varios radicales son iguales, se emplean los prefijos di, tri, tetra, penta, hexa, para indicar el número de veces que aparece cada sustituyente en la molécula. Los localizadores (números) se separan por comas y debe haber tantos como sustituyentes. Los prefijos de cantidad no se tienen en cuenta al ordenar alfabéticamente. Regla 4.- Si al numerar la cadena principal por ambos extremos, nos encontramos a la misma distancia con los primeros radicales, nos fijamos en los demás sustituyentes y numeramos para que tomen las menores posiciones. Regla 5.- Si al numerar en ambas direcciones se obtienen los mismos localizadores, se asigna el localizador más bajo al radical que va primero en el orden alfabético. Regla 6.- Si dos a más cadenas tienen igual longitud, se toma como principal la que tiene mayor número de radicales. Regla 7.- Existen algunos radicales con nombres comunes aceptados por la IUPAC, aunque se recomienda el uso de la nomenclatura sistemática. El prefijo iso se utiliza para indicar que un grupo CH3- está unido al segundo átomo de carbono de una cadena normal. El prefijo neo se utiliza para indicar que dos grupos CH3- están unidos al segundo átomo de carbono de una cadena normal. El prefijo sec se utiliza para indicar que se quito un átomo de hidrógeno en el segundo carbono secundario de una cadena normal. El prefijo ter se utiliza para indicar que se quito un átomo de hidrógeno en el segundo carbono terciario de un hidrocarburo. 4 ALQUENOS La cadena principal es la cadena más larga que contenga el doble enlace. Se cambia la terminación ano por eno. Se comienza a numerar por el extremo más cercano al doble enlace. Si el doble enlace es equidistante de los extremos, se comienza por el extremo más cercano al primer radical. Para nombrarlos, los radicales se ordenan alfabéticamente: ALQUINOS La numeración de la cadena empieza por el extremo más cercano al triple enlace. En los compuestos que contienen dobles y triples enlaces, la cadena se empieza a numerar desde el extremo más cercano al primer enlace múltiple, sea doble o triple. Sin embargo, cuando son posibles dos formas alternas de numeración, se escoge la que asigne a los enlaces dobles números más bajos que a los triples: Cicloalcanos También llamados ciclanos, presentan cadena cíclica con enlaces simples. Ejemplos Cicloalquenos Los cicloalquenos se nombran de tal forma que el doble enlace reciba los índices 1 y 2, y que el primer radical reciba el valor más bajo posible. 5 Puedes consultar en: http://genesis.uag.mx/edmedia/material/quimicaii/alcanos.cfm http://www.alonsoformula.com/organica/ciclicos.htm EVALUACIÓN Nº 1 A) Nombrar los siguientes compuestos orgánicos: 1.- CH3-CH2-CH2-CH3 2.- CH3-CH3 3.- CH3-(CH2)5-CH3 4.- CH3-(CH2)4-CH3 5.- CH3-CH26.- CH3-CH2-CH27.-CH3-(CH2)2-CH(CH3)-CH(CH2-CH2-CH3)-CH2-CH(CH3)CH2-CH3 8.- CH3-(CH2)2-CH(CH2-CH3)-CH(CH3)-CH3 9.- CH3-CH(CH2-CH3)-CH(CH3)-CH3 10.- CH3-(CH2)2-CH(CH2-CH3)-C(CH3)2CH2-CH3 11.- CH3-CH2-C(CH3)2-C(CH3)(CH2-CH3)-(CH2)2-CH3 12.- CH3-C(CH3)2-C(CH3)2-CH3 13.- CH3-CH2-C(CH3)3 14.- CH2=CH-CH3 15.- CH3-CH=CH-CH3 16.- CH3-CH(CH3)-CH2-CH=CH2 17.- CH2=CH-CH(CH2-CH3)-CH(CH3)CH3 18.- CH3-CH2-CH=CH-CH(CH3)-CH(CH3)-CH3 19.- CH3-CH=CH-CH(CH2-CH3)-CH(CH3)CH3 20.- CH2=CH-CH(CH3)CH(CH2-CH3)-CH2-CH(CH3)-CH3 21.- C(CH3)3-CH(CH3)-CH=CH2 22.- CH3-CH=C(CH3)-C(CH3)=CH-CH(CH3)-CH3 23.- CH2=C(CH2-CH3)-CH2-CH=CH-C(CH3)=CH2 24.- CH3-CH=C(CH3)-C(CH2-CH3)=CH-C(CH3)2-CH=CH2 25.- CH3-CH(CH=CH2)-CH=CH2 26.- CH3-CH(CH3)-CH(CH2-CH3)-CH=C=CH2 27.- CH≡C-CH(CH3)-CH2-CH3 28.- CH3-C≡C-CH(CH3)-CH2-CH3 29.- CH3-CH2-C(CH3)2-C≡C-CH2-CH3 30.- CH3-C≡C-CH(CH3)-CH(CH3)-C(CH3)2-CH2-CH3 31.- CH3-CH2CH(C≡CH)-CH2-CH3 32.- CH3-C≡C-CH(CH3)-CH(CH3)-CH3 33.- CH≡C-CH(CH3)C≡C-CH3 34.- CH≡C-C≡CH 35.- CH3-C≡C-CH(CH2-CH3)-C≡CH 36.- CH≡C-C≡C-C≡CH 37.- CH2=CH-CH2-C(CH2-CH3)=CH-CH3 38.- CH3-CH=CH-C(CH3)=CH-CH(CH=CH2)-CH2-CH2-CH3 39.- CH3-CH2-CH=CH-C≡C-C(CH2-CH3)=CH2 40.- CH3-CH=CH-CH(C≡C-CH3)-CH2-CH3 B) Formular los siguientes compuestos orgánicos: 1.- Pentano 2.- Metano 3.- Butano 4.- Nonano 5.- Radical metilo 6 6.- Radical butilo 7.- Radical metiletilo 8.- 4-etil-2,3-dimetilheptano 9.- 5-butil-3,6-dimetilnonano 10.- 4-etil-2,6,6-trimetiloctano 11.- 2,2-dimetilbutano 12.- 3,5-dimetilheptano 13.- 3,3,6-trietil-6-metiloctano 14.- 4-etil-3,3-dimetilheptano 15.- 2,2,3,3-tetrametilbutano 16.- 2,3-dimetil-5-propildecano 17.- 4-etil-3-metildecano 18.- 2,3,5-trimetil-4-propilheptano 19.- 4-etil-2,5,7-trimetil-5-propilnonano 20.- 2-penteno 21.- 4,5-dimetil-2-hexeno 22.- 3,4-dimetil-2-hexeno 23.- 4-etil-5,6,6-trimetil-2-hepteno 24.- 1-buteno 25.- Eteno 26.- 3-hepteno 27.- 2-hexeno 28.- 3,5-dimetil-2-hexeno 29.- 2,3-dimetil-2-buteno 30.- 2,4-dimetil-2-hexeno 31.- 2,4-heptadieno 32.- 2-etil-3-metil-1,3,4-hexatrieno 33.- 7,7,8-trimetil-3,5-nonadieno 34.- 3,3-dietil-1,4-hexadieno 35.- 1,3-pentadieno 36.- 1,3,5-heptatrieno 37.- 5-etil-2,6-dimetil-2,3,4-octatrieno 38.- 3-etil-2,4-dimetil-1,4-pentadieno 39.- 2,6-dimetil-2,3,4,5-octatetraeno 40.- 2-pentino 41.- 3-metil-1-butino 42.- 5,6-dimetil-3-heptino 43.- 6,6-dietil-4-nonino 44.- Propino 45.- 2-heptino 46.- 3-hexino 47.- 5,6-dimetil-3-heptino 48.- 1,3,5-hexatriino 49.- 6-metil-2,4-heptadiino 50.- 2,7,7-trimetil-3,5-nonadiino 51.- 2,2-dimetil-3,5,7-decatriino 52.- 2,5-heptadiino 53.- 4-metil-3-propil-1,5-heptadiino 54.- 4-etil-3-metil-1,7-octadiino 55.- 3-propil-1,5-heptadiino 56.- 3-propil-1,4-hexadiino 57.- 3-hepten-1,6-diino 58.- 1-buten-3-ino 59.- 3,5-heptadien-1-ino 60.- 1,3-hexadien-5-ino 61.- 1-hepten-3,5-diino 7 62.- 3-etil-4-propil-1,3-hexadien-5-ino 63.- 5-metil-1,6-heptadien-3-ino 64.- 4,5-dimetil-2,4-octadien-6-ino 65.- 3-propil-1-penten-4-ino 66.- 5,5-dimetil-1,3-hexadieno 67.- 6-metil-6-propil-2,4,7-nonatrieno 68.- 1-buten-3-ino 69.- 3,4-dietil-4-hexen-1-ino 70.- Ciclohexano 71.- 1,3,5-trimetilcicloheptano 72.- Metilciclobutano 73.- Radical ciclopentilo 74.- 1-etil-2-metilciclopropano C. Nombrar los siguientes compuestos: 1. 2. 3. 4. 5. 8 6. 7. 8. 9. 10. 11. 9 12. 13. 14. 15. 16. 10 EVALUACIÓN Nº 2 Trabajo de investigación Para profundizar en la materia de estudio, harán un trabajo de investigación sobre un tema específico de química con el propósito de relacionar ese tema en particular con la Química del Carbono. A continuación se presentan las indicaciones para realizar el trabajo. Indicaciones para el trabajo: El trabajo es grupal (3 personas) y debe considerar los siguientes aspectos: 1. Formato del documento escrito. 2. Contenido. 3. Exposición del trabajo. 4. Entrega: en la fecha estipulada. 1. Formato: a. Máximo 8 páginas. b. Escrito en computador. c. Márgenes izquierdo y superior de 3 cm (apróx.), derecho e inferior de 2 cm. d. Tipo de letra de fácil lectura (no itálica o cursiva) Carácter 11. 2. Contenido: El documento del trabajo debe ser ameno de leer y debe contener: a. Introducción breve escrito que presenta y fundamenta el trabajo a realizar b. Desarrollo: cuerpo del informe donde se aborda con más detalle el tema del trabajo y se relaciona con la Química del Carbono. En esta parte se pueden incluir imágenes, ejemplos u otro tipo de figuras que ayude a comprender más el tema de estudio. c. Conclusiones: breve síntesis sobre los elementos abordados en el trabajo. d. Referencias: última sección o apartado del trabajo donde se registran las diferentes fuentes de información utilizadas: bibliografía, Internet, consulta a expertos. 3. Exposición del trabajo. El propósito de la disertación es presentar y explicar la relación que existe entre la química del Carbono y el tema trabajado por el grupo. En la presentación deben considerarse los siguientes aspectos: a. Presentación de ideas claras con tono de voz adecuado. b. El tiempo asignado para exponer no debe exceder a 15 minutos por grupo. c. Puede utilizarse apoyo visual (Transparencias, diapositivas, Power Point u otros) d. Todos los integrantes del grupo deben participar en la disertación. Por lo tanto, organizarla de tal manera que interesante, dinámica y clara presentación de ideas. permita Temas: Estados Alotrópicos del Carbono. (Grafito, Diamante, Amorfo) Alótropos del Carbono de gran tamaño. (Fullerenos o Buckyball) Fabricación de jabón. El petróleo y sus derivados. La industria del petróleo. Isomería óptica de Alcanos sustituidos. Isomería “Cis-Trans” en Alquenos. una