Química Orgánica

Es la ciencia que estudia la estructura y propiedades de los compuestos del carbono que constituyen principalmente la materia viva, su aplicación a la industria y al desarrollo tecnológico.

Es llamada también Química de los Compuestos del Carbono.

La química de los compuestos orgánicos está determinada en gran parte por los grupos funcionales, los cuales constan de uno o varios átomos enlazados de forma específica. Por ejemplo, cuando un grupo hidroxilo ( - OH), un grupo amino (-NH2) Y un grupo carboxilo (-COOH) reemplazan a un átomo de H en el metano, se generan las siguientes moléculas: 

Las propiedades químicas de estas moléculas se pueden predecir con base en la reactividad de los grupos funcionales. 

Diferencias entre compuestos orgánicos e inorgánicos

Compuestos orgánicos

Está formado principalmente por: C, H, O, N

• El número de compuestos orgánicos excede considerablemente al número de compuestos inorgánicos.
• Entre los compuestos orgánicos prevalece el enlace covalente.
• Los compuestos orgánicos son generalmente insolubles en agua debido a su baja polaridad.
• Los compuestos orgánicos son sensibles al calor, es decir, se descomponen fácilmente.
• Los cuerpos orgánicos reaccionan entre si lentamente debido al enlace covalente.
• Las sustancias orgánicas al disolverse no se ionizan, por lo tanto sus moléculas no conducen a la electricidad.
• Los cuerpos orgánicos son inestables aún a bajas temperaturas frente al calor y la luz.

 Compuestos inorgánicos

• Están constituidos por átomo de cualquier elemento.
• Resisten a la acción del calor.
• Los compuestos inorgánicos prevalece el enlace iónico.
• Los compuestos inorgánicos son solubles al agua debido a su elevada polaridad
• son insolubles en disolventes orgánicos.
• Los compuestos cuando se encuentran en solución son buenos conductores del calor y la electricidad.
• Los compuestos inorgánicos poseen reacciones instantáneas.
• Las moléculas inorgánicas son menos complejas que los compuestos de carbono, debido a su bajo peso molecular.
• Los compuestos inorgánicos son estables a las condiciones de temperaturas  altas.

Función química

Se llama función química a un conjunto de compuestos o sustancias con características y comportamiento comunes. Las funciones químicas se pueden describir a través de la identificación de los grupos funcionales que las identifican. 

Grupos funcionales

Un grupo funcional es un átomo o grupo de átomos que le confieren a los compuestos pertenecientes a una función química, sus propiedades principales.

Los principales grupos funcionales son los siguientes: 

Grupo hidroxilo (– OH)

Es característico de los alcoholes (etanol C2 H5 OH), compuestos constituidos por la unión de dicho grupo a un hidrocarburo (enlace sencillo). 

Grupo alcoxi (R – O – R)

Grupo funcional del tipo R-O-R', en donde R y R' son grupos que contienen átomos de carbono, estando el átomo de oxígeno en medio de ellos, característico de los éteres (enlace sencillo). (Se usa la R ya que estos grupos de átomos constituyen los llamados radicales

Grupo carbonilo (>C=O)

Su presencia en una cadena hidrocarbonada (R) puede dar lugar a dos tipos diferentes de sustancias orgánicas: los aldehídos y las cetonas.

En los aldehídos el grupo C=O está unido por un lado a un carbono terminal de una cadena hidrocarbonada (R) y por el otro, a un átomo de hidrógeno que ocupa una posición extrema en la cadena. (R–C=O–H) (Enlace doble).

En las cetonas, por el contrario, el grupo carbonilo se une a dos cadenas hidrocarbonadas,

Ocupando por tanto una situación intermedia. (R–C=O–R) (Enlace doble). 

Grupo carboxilo 

Es un ácido carboxílico o grupo carboxi o carboxilo es un grupo funcional con la forma (donde R es un hidrogeno o un grupo orgánico).

En las fórmulas químicas, este grupo característico unido a un resto orgánico R se representa como COOH y se denomina grupo carboxilo, grupo carboxi, o simplemente carboxilo.

Las moléculas que contienen este grupo funcional se llaman ácidos carboxílicos o ácidos orgánicos.

Grupo Acilo

Es un grupo acilo es un grupo derivado de un oxoacido, normalmente un ácido carboxilico, por eliminación de al menos un grupo hidroxilico.

Los derivados de un ácido carboxílico tienen como fórmula general R-CO-.

hidrocarburos

Los hidrocarburos constituyen el tipo más sencillo de compuestos orgánicos; contienen só- lo átomos de carbono e hidrógeno. 

Los hidrocarburos se utilizan como combustibles para la calefacción doméstica e industrial, para generar electricidad y suministrar energía a motores de combustión, y como materia prima para la industria química. Una clase de hidrocarburos se denominan alcanos. 

Los alcanos 

Los alcanos tienen la fórmula general  C_nH2_n+2, donde n = 1,2, ... La principal característica de las moléculas de los hidrocarburos alcanos es que sólo presentan enlaces covalentes sencillos. Los alcanos se conocen como hidrocarburos saturados porque contienen el número máximo de átomos de hidrógeno que pueden unirse con la cantidad de átomos de carbono presentes.

En la serie de los aleanos, a medida que aumenta el número de átomos de carbono se incrementa rápidamente el número de isómeros estructurales.

La nomenclatura de los alcanos y de todos los demás compuestos orgánicos se basa en las recomendaciones de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC). Los cuatro primeros alcanos (metano, etano, propano y butano) tienen nombres no sistemáticos.

• El nombre base del hidrocarburo está dado por la cadena continua, más larga, de átomos de carbono en la molécula. Así, el nombre base del siguiente compuesto es heptano, porque hay siete átomos de carbono en la cadena más larga. 
• Un alcano menos un átomo de hidrógeno es un grupo alquilo. Por ejemplo, cuando se quita un átomo de hidrógeno del metano, queda el fragmento CH3, que recibe el nombre de grupo metilo. De manera similar, al eliminar un átomo de hidrógeno de la molécula de etano se forma un grupo etilo, o C2Hs. En la tabla 24.2 se muestran los nombres de varios grupos alquilo comunes. Cualquier ramificación de la cadena más larga se nombra como un grupo alquilo. 
• Cuando se reemplazan uno o más átomos de hidrógeno por otros grupos, el nombre del compuesto debe indicar la localización de los átomos de carbono donde se hicieron los reemplazos. El procedimiento que se sigue es numerar cada uno de los átomos de carbono de la cadena más larga en la dirección en la que la localización de todas las ramificaciones tengan los números más pequeños. Considere las dos diferentes formas para el mismo' compuesto que se presentan a continuación:
• El compuesto del lado izquierdo tiene la numeración correcta, ya que el grupo metilo está localizado en el carbono 2 de la cadena del pentano; en el compuesto del lado derecho, el grupo metilo está localizado en el carbono 4. Así, el nombre del compuesto es 2-metilpentano y no 4-metilpentano. Observe que el nombre de la ramificación y el nombre base se escriben como una sola palabra y, después del número, se pone un guión.  

Los alquenos
Los alquenos (también llamados ole finas) contienen por lo menos un doble enlace carbono-carbono.
Los alquenos tienen lafórmula general e,H2,,' donde n = 2,3, ... El alqueno más sencillo es C2H4,
etileno, en el que ambos átomos de carbono presentan hibridación Sp2 y el doble enlace está formado
por un enlace sigma y un enlace pi.

Para nombrar los alquenos se indican las posiciones de los dobles enlaces carbono-carbono. Los
nombres de los compuestos que contienen enlaces C=C terminan en -eno. Como en el caso de los
a1canos, el nombre del compuesto base se determina por el número de átomos de carbono de la cadena
más larga, como se muestra aquí:

Algunas caracteristicas de los alquenos son:

•Son compuestos no saturados

•Llevan entre sus átomos de C doble valencia.

•También llamados Etilénicos

•La terminación cambia ANO por ENO o ILENO

•Su fórmula se calcula con la expresión:          Cn H2n

•Son compuestos de carácter aceitoso o muy viscosos 

Los alquinos
Los alquinos contienen por lo menos un triple enlace carbono-carbono. Tienen la fórmula general CnH2n - 2 , donde n = 2, 3, ...

Los nombres de los compuestos que contienen enlaces C=C terminan en -ino. De nuevo, el nombre del compuesto base se determina por el número de átomos de carbono en la cadena más larga (ver la tabla 24.1 para los nombres de los alcanos correspondientes). Al igual que en el caso de los alquenos, los nombres de los alquinos indican la posición del triple enlace carbono-carbono, por ejemplo, en

 

Algunas características de los alquinos son: 

• Son compuestos no saturados
• Llevan entre sus átomos de C triple valencia.
• También llamados Acetilénicos
• Tienen  la terminación INO
• Para calcular su fórmula molecular se emplea la expresión       Cn H2n - 2
• Igual que los alcanos se calculan hasta el 100
• Existen alquinos gases, líquidos y sólidos