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Química orgánica

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Química orgánica

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Presentación sobre la química del carbono

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1º bachillerato
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Noé Méndez Bazaldúa
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Química orgánicaOnline version

Presentación sobre la química del carbono

by Noé Méndez Bazaldúa
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Química orgánica

Para entender la vida tal como la conocemos, primero debemos entender un poco de química orgánica. Las moléculas orgánicas contienen carbono e hidrógeno. Mientras que muchos químicos orgánicos también contienen otroselementos, es la unión del carbono - hidrógeno lo que los define como orgánicos. La química orgánica define la vida. Así como hay millones de diferentes tipos de organismos vivos en este planeta, hay millones de moléculas orgánicas diferentes, cada una con propiedades químicas y físicas diferentes. Hay químicos orgánicos que son parte del pelo, piel, uñas, etc. La diversidad de químicos orgánicos tiene su origen en la versatilidad del átomo de carbono. ¿Porqué el carbono es un elemento tan especial? Miremos su química más detalladamente.
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La singularidad del carbono

El carbono (C) aparece en la segunda hilera de la tabla periódica y tiene cuatro electrones de enlace en su envoltura de valencia. Al igual que otros no metales, el carbono necesita ocho electrones para completar su envoltura de valencia. Por consiguiente, el carbono forma cuatro enlaces con otros átomos (cada enlace representa a uno de los electrones de carbono y uno de los electrones del átomo que se enlazan). Cada valencia de electrón participa en el enlace, por consiguiente el enlace del átomo de carbono se distribuirá parejamente sobre la superficie del átomo. Estos enlaces forman un tetradrón (una pirámide con una punta en la parte superior). Los químicos orgánicos toman su diversidad de muchas diferentes maneras en las que el carbono puede enlazarse con otros átomos. Los químicos orgánicos más simples, llamados hidrocarbonos, contienen sólo carbono y átomos de hidrógeno; el hidrocarbóno más simple (llamado metano contiene un sólo átomo de carbono enlazado a cuatro átomos de hidrógeno:     Los químicos orgánicos toman su diversidad de muchas diferentes maneras en las que el carbono puede enlazarse con otros átomos. Los químicos orgánicos más simples, llamados hidrocarbonos, contienen sólo carbono y átomos de hidrógeno; el hidrocarbóno más simple (llamado metano contiene un sólo átomo de carbono enlazado a cuatro átomos de hidrógeno.
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La singularidad del carbono 2

Pero el carbono puede enlazarse con otros átomos de carbono adicionalmente al hidrógeno tal como se ilustra en el siguiente dibujo de la molécula etano.
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La singularidad del carbono 3

De hecho, la singularidad del carbono viene del hecho de que se puede enlazar en muchas diferentes maneras. Los átomos de carbono pueden formar cadenas largas.
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Cadenas en rama

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Anillos

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Los enlaces químicos

Parece ser que no hay límites al número de estructuras diferentes que el carbono puede formar. Para añadirle complejidad a la química orgánica, átomos de carbono vecinos pueden formar enlaces dobles o triples adicionalmente a los enlaces de carbono-carbono.
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Hidrocabonos simples

Los hidrocarbones simples son esos que sólo contienen carbono e hidrógeno. Estos hidrocarbonos simples vienen en tres variedades dependiendo del tipo de enlace carbono-carbono que ocurre en la molécula. Los alcanos son la primera clase de hidrocarbones simples y contienen sólo enlaces sencillos de carbono-carbono. Los alcanos son denominados al combinar un prefijo que describe el número de los átomos de carbono en la molécula con la raíz que termina en "ano." He aquí los nombres y los prefijos para los primeros 10 alcanos.
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Alcanos

Los alcanos son la primera clase de hidrocarburos simples y contienen solamente enlaces simples de carbono-carbono. Los alcanos se nombran combinando un prefijo que describe el número de átomos de carbonos en lamolécula con la raiz finalizando en "nos". Los nombres y prefijos de los primeros diez alcanos se dan en la siguiente tabla.

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Tabla de alcanos

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Alquenos

La segunda clase de hidrocarbones simples son los alquenos, formados pormoléculas que contienen por lo menos un par de carbones de enlace doble. Losalquenos siguen la misma convención que la usada por los alcanos. Un prefijo (para describir el número de átomos de carbono) se combina con la terminación "ene" para denominar un alqueno. El eteno, por ejemplo consiste de dos moléculas de carbono que contienen un enlace doble. La fórmula química para los alquenos simples sigue la expresión CnH2n. Debido a que uno de los pares de carbono está doblemente enlazado, los alquenos simples tienen dos átomos de hidrógeno menos que los alcanos.
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Alquinos

Los alquinos son la tercera clase de hidrocarbonos simples y son moléculasque contienen por lo menos un par de enlaces de carbono. Como los alcanos yalquenos, a los alquinos se los denomina al combinar un prefijo con la terminación "ino" para denotar un enlace triple. La fórmula química para los alquinos simples sigue la expresión CnH2n-2.
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Isómeros

Ya que el carbono puede enlazarse de tantas diferentes maneras, una simplemolécula puede tener diferentes configuraciones de enlace. Considere las dos moléculas siguientes. Ambas moléculas tienen formulas químicas idénticas (mostradas en la columna de la izquierda), sin embargo sus fórmulas estructurales (y, por consiguiente, algunas propiedades químicas) son diferentes. Estas dos moléculas son llamadas isómeros. Los isómeros son moléculas que tienen la misma fórmula química, pero diferentes fórmulas estructurales.
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Grupos funcionales

Adicionalmente al carbono y al hidrógeno, los hidrocarbonos también pueden contener otros elementos. En realidad, hay muchos grupos comunes de átomos que pueden producirse dentro de las moléculas orgánicas, estos grupos de átomos son llamados grupos funcionales. Un buen ejemplo es el grupo funcional oxhidrillo. El grupo oxhidrilo consiste en un átomo de oxígeno solo enlazado a un átomo de hidrógeno (-OH). El grupo de hidrocarbonos que contiene un grupo funcional oxhidrilo hace parte de lo llamados alcoholes. Los alcoholes son llamados de manera similar a los hidrocarbones simples, se pone un prefijo a la raíz (en este caso "anol") que designa el alcohol.