martes, 19 de noviembre de 2013

COMPUESTOS DEL CARBONO

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.

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