Química orgánica
La
Química Orgánica es la parte de la química que se encarga del estudio de los compuestos
del carbono, siendo tan amplia la gama de estos que aprender como se llama cada
uno de ellos resultaría imposible.
Los
compuestos orgánicos tienen una gran importancia ya que en la actualidad no
existe casi nada que utilicemos que no contiene al menos un producto derivado o
producido en esta rama de la ciencia, ya sea un plástico utilizado incluso como
parte importante en el motor de un automóvil, de un aparato electrodoméstico,
etc., estos polímeros a los que nos referimos como plásticos, tiene una gran
cantidad de usos desde formar parte de las telas con las que no vestimos,
material de uso medico y quirúrgico, utensilios para el hogar, etc.
Configuración electrónica y
geometría molecular del carbono
Para
dar inicio en el estudio de la Química Orgánica es necesario realizar la
distribución electrónica del Carbono (como lo realizamos en Química I):
Carbono
número atómico 6 1s2 2s2 2p2
Sus
orbitales quedan de la siguiente manera:
A la
forma como se presentan los orbitales anteriores se le conoce como estado de reposo,
siendo la forma de mayor estabilidad.
Para
que este átomo de carbono pueda llegar a combinarse con otro ya sea de igual elemento
o diferente es necesario pasar al estado de excitación, en el cual no se puede distinguir
entre los orbitales s y p del nivel 2, ya que los electrones se distribuyen en
para ocupar todos los orbitales, por esta razón a los orbitales en estado de
excitación se les conoce como orbitales sp.
Un átomo de carbono puede usar una o más de sus valencias
para formar enlaces con otros átomos de carbono. Puede utilizar una valencia,
enlace sencillo; dos valencias, enlace doble y tres valencias, enlace triple.
La
importancia de la teoría estructural se puede apreciar si se considera un
ejemplo simple. Dos compuestos que tienen la misma fórmula molecular, C2H6O,
pero tienen propiedades muy distintas. Uno de los compuestos es llamadoéter
dimetílico, es un gas a temperatura ambiente, el otro compuesto, es llamado
alcohol etílico, y es un líquido.Como la fórmula molecular de estos compuestos
es la misma, no se tiene base alguna para comprender las diferencias entre
ellos. Sin embargo, la teoría estructural soluciona esta situación por medio de
las fórmulas estructurales de los dos compuestos, debido a que sus fórmulas
estructurales son diferentes.
Al
observar las fórmulas estructurales de estos dos compuestos se revelan sus
diferencias. Los átomos de alcohol etílico están unidos en una forma distinta a
los del éter dimetílico. En el alcohol etílico existe un enlace C–C–O; en el éter
dimetílico el enlace es C–O–C.
La
fórmula química es la representación de una molécula. Debe proporcionar, como
mínimo, dos datos importantes: qué elementos forman el compuesto y en qué
relación atómica se encuentran dichos elementos en el mismo.
La
fórmula molecular de un compuesto indica el número y el tipo de átomos contenidos
en una molécula de esa sustancia. En la química del carbono se emplean varias
formas para representar la fórmula molecular, dependiendo de la información que
se requiera: condensada, semidesarrollada y desarrollada o estructural.
Hibridación sp3 o tetraédrica.
Se dice que se produce una hibridación sp3 en el átomo de
carbono, cuando los orbitales 2s y 2p (uno s y tres p) se mezclan formando
cuatro orbitales híbridos iguales llamados orbitales sp3.
La configuración electrónica desarrollada para el carbono
es:
Hibridación sp2 o trigonal.
La hibridación sp2 es característica del enlace doble
(C=C), ella nos permite explicar sus características químicas, su geometría
trigonal y los ángulos de enlace de 120°. Esta hibridación es otra forma de
cómo se presenta el estado excitado del carbono y es la mezcla un orbital s con
dos orbitales p, por lo que se involucra en la mezcla a tres orbitales puros,
quedando un orbital p puro sin mezclar o sin participar en la hibridación.
1s2 2s2 2px1 2py1 2pz0 (estado basal)
1s2 [2s1 2px1 2py1] 2pz1 (estado excitado)
1s2 2(sp2)1 2(sp2)1 2(sp2)1 2pz1 (estado híbrido)
Hibridación sp o lineal.
La hibridación sp es característica del enlace triple (C
C) permite explicar las características químicas, la geometría lineal y los
ángulos de enlace de 180°, de los carbonos con triple enlace. Esta hibridación
es otra forma de cómo se presenta el estado excitado del carbono en donde se
mezcla un orbital s con un orbital p, quedando dos orbitales p puros sin
mezclar o sin participar en la hibridación.
1s2 2s2 2px1 2py1 2pz0 (estado basal)
1s2 [2s1 2px1] 2py1 2pz1 (estado excitado)
1s2 2(sp)1 2(sp)1 2py1 2pz1 (estado híbrido)
ACTIVIDADES
1.- Investiga el
tipo de cadenas que puede tener los diferentes compuesto orgánicos y su clasificación.
2. ¿Cuál es la
fórmula molecular de los siguientes compuestos? Anótala sobre la línea correspondiente
a) CH3−CH2−CH2−CH2−CHO
b)
c)
3. Completa el siguiente cuadro, escribiendo las fórmulas
que faltan en cada caso
NOTA:
Las actividades se
entregaran el día lunes 25 o martes 26 de noviembre de 1 a 2 en las
instalaciones de coordinación de COBACH.
