FORMACION Y NOMENCLATURA DE LOS COMPUESTOS ORGANICOS
La química orgánica es la rama de la química en la que se estudian el carbono, sus compuestos y reacciones. Existe una amplia gama de sustancias (medicamentos, vitaminas, plásticos, fibras sintéticas y naturales, hidratos de carbono, proteínas y grasas) formadas por moléculas orgánicas. Los químicos orgánicos determinan la estructura de las moléculas orgánicas, estudian sus reacciones y desarrollan procedimientos para sintetizar compuestos orgánicos.
Se suele asociar la aparición de la química orgánica al siguiente acontecimiento: en 1828 el químico Alemán Friedrich Wðhler descubre que el cianato de amonio se podia convertir en urea (la urea es una sustancia que se encuentra en la orina de los animales). Wðhler rompió la primera barrera, y de hay a la definición de los químicos modernos, que denominan a la química orgánica de la siguiente manera: Es consideran compuestos orgánicos a quellos que contienen carbono y otros elementos. Los mas comunes elementos son los siguientes: hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y los halógenos.
Fórmulas y enlaces químicos
Supongamos que obtenemos una molécula, averiguaríamos su número y el tipo de átomos contenidos en esa molécula por su forma molecular. La fructosa, o azúcar de uva (C6H12O6), consiste en moléculas que contienen 6 átomos de carbono, 12 átomos de hidrógeno y 6 átomos de oxígeno.
Ni siquiera un análisis que proporcione los porcentajes de carbono, hidrógeno y oxígeno, puede distinguir el C6H12O6 de la fructosa del C5H10O5 de la ribosa, otro azúcar con la misma proporción entre sus elementos (1:2:1). Lo que mantiene a los átomos unidos son los enlaces, y el carbono tiene una grandísima facilidad para formar enlaces coovalentes en largas cadenas y ciclos es lo que lo diferencia de el resto de elementos. Esta propiedad del carbono, y el hecho de que pueda formar hasta cuatro enlaces con otros átomos, explica el gran número de compuestos conocidos. Al menos un 80% de los 5 millones de compuestos químicos registrados a principios de la década de 1980 contenían carbono.
Clasificación y nomenclatura
Alcanos: El compuesto más sencillo de la serie de los alcanos es el metano, CH4. la fórmula general de cualquier miembro de esta familia es CnH2n+2. Para los compuestos que contienen más de cuatro átomos de carbono, se usan los prefijos numéricos griegos y el sufijo -ano: hexano, heptano, octano, y así sucesivamente.
Alquenos y Alquinos: Los alquenos son isómeros y se representan por la fórmula general CnH2n. Esta familia de hidrocarburos se caracteriza por contener uno o más dobles enlaces entre los átomos de carbono.
Hidrocarburos aromáticos: estos compuestos se caracterizan por tener un olor fragante asociado, en un principio, a sustancias de origen vegetal. La estructura de estos compuestos revela que son derivados del benceno, compuesto cíclico con un anillo central que representa tres dobles enlaces. Algunos compuestos aromáticos son los siguientes: tolueno, xileno, etireno, antraceno, fenantreno, naftaleno entre otros.
Derivados de los hidrocarburos
Clasificación y características
Los derivados de hidrocarburos son compuestos que además de contener hidrogeno y carbono pueden tener otras sustancias, como cloro, azufre, oxigeno, nitrógeno, entre otras. Son variados y poseen en su estructura un grupo funcional característico. Se clasifican en:Ácidos orgánicos: se denominan también ácidos carboxílicos. Poseen el grupo funcional de carboxilo. Son importantes en la producción de polímeros, fibras, películas y pintura. Algunos ácidos orgánicos conocidos son: a) ácido fórmico: se extrae del aguijón de las hormigas y abejas, y se usa en la industria de los cultivos y los colorantes; b) ácido acético: principal componente del vinagre. Es u liquido de color penetrante. Se usa como vinagre comercial, en medicinas, e la producción de plásticos, de seda al acetato, limpiadores de vidrios y fármacos; c) ácido cítrico: sólido incoloro de sabor ácido que se encuentra en muchas plantas y frutas cítricas, como el limón, la naranja y otras. Se usa para la preparación de bebidas cítricas, en farmacia, en la industria textil y de curtidos entre otros; d) ácido ascórbico o vitamina C: compuesto de sabor ácido agradable, hidrosoluble, de fácil oxidación. Se destruye durante la cocción de alimentos y es esencial en la dieta humana porque el organismo no lo produce. Se encuentra en frutas cítricas y previene el escorbuto, las infecciones, y la gripe común; e) ácidos grasos: están presentes en grasas y aceites y se clasifican en saturados e insaturados. Algunos son: el ácido laurico en el coco, miristico en la mantequilla, esteárico en grasas de animales entre otros.
Ésteres: son compuestos que se forman a partir de los ácidos orgánicos. Tienen el grupo funcional éster y poseen un agradable sabor y olor. Se usan en perfumes para dar olor artificial a diferentes tipos de flores. El olor a muchas frutas se debe a la presencia de ésteres. Por ejemplo: el antranilato de metileno en uvas, el acetato de amilo en peras, etc.
Alcoholes: son de gran utilidad como disolventes. Poseen el grupo funcional oxidrilo o hidroxilo. Algunos de los mas conocidos son los siguientes: el etanol, liquido incoloro y aromático presente en las bebidas alcohólicas, se obtiene por fermentación de azucares, por destilación del vino o por síntesis a partir del acetileno.
Amidas: se forman a partir de los ésteres y tienen el grupo funcional amida en su estructura. Incluyen a un grupo de compuestos de importancia medicinal como las sulfas, entre ellas la sulfanilamida, usada como antibiótico. También incluyen a las proteínas que están compuestas por aminoácidos unidos por enlace de amida, y forman así un biopolímero. Las proteínas constituyen la mayor parte del peso corporal seco.
Aminas: son bases orgánicas de un olor fétido, capaces de cambiar el papel tornasol rojo en azul debido a su carácter básico. Son solubles en agua y poseen el grupo funcional amino en su estructura. Incluyen los alcaloides tóxicos, como cafeína, morfina, cocaína y nicotina, además de algunas hormonas como la epinefrina, que aceleran el ritmo cardiaco y elevan la presión arterial. Otra aminas son: la anilina, que es un liquido aceitoso, incoloro y toxico y de olor suave característico, usado como disolvente y en la obtención de colorantes; la metilamina, dietilamina y trimetilamina, todas derivadas a partir del amonio.
Aldehídos: se usan en la fabricación de perfumes debido a sus olores penetrantes y gratos. Los aldehídos poseen el grupo funcional aldehídico. Algunos aldehídos son: el formaldehído, también conocido como metanal o popularmente formol, usado como antiséptico y preservante, así como en el esmalte de uñas como endurecedor; y el benzaldehido, que tiene olor a almendras amargas y se usa en perfumes y algunos colorantes. Dentro de este grupo de los aldehídos también están muchos azucares, llamados en general aldosas, como la glucosa.
Cetonas: se usan como disolvente. Poseen el grupo funcional carbonilo o ceto. Algunas cetonas son: la acetona, también llamada propanona, disolvente de esmalte de uñas, de barnices y pinturas; este compuesto también se forma en el organismo en grandes cantidades cuando una persona se somete a hambrunas prolongadas o cuando la persona es diabética, y se genera un estado de cetosis y acidosis. La mucosa, una cetona de olor agradable, es usada en perfumes
Grupos funcionales: En un alcano, los átomos de hidrógeno pueden ser sustituidos por otros átomos (de cloro, oxígeno o nitrógeno, por ejemplo), siempre que se respete el número correcto de enlaces químicos (el cloro forma un enlace sencillo con los otros átomos, el oxígeno forma dos enlaces y el nitrógeno forma tres).
Isómeros ópticos y geométricos: La estructura tetraédrica de los enlaces del carbono dicta algunas propiedades de los compuestos orgánicos que sólo pueden explicarse por medio de las relaciones espaciales. Cuando cuatro grupos distintos de átomos están unidos a un átomo de carbono central, pueden construirse dos moléculas diferentes en el espacio.
Los dobles enlaces en los compuestos del carbono dan lugar a la isomería geométrica (que no tiene relación con la isomería óptica) si cada carbono del doble enlace está unido a grupos distintos.
Saturación: Los compuestos que contienen dobles o triples enlaces se llaman compuestos insaturados. Estos compuestos pueden experimentar reacciones de adición con varios reactivos que hacen que los dobles o triples enlaces sean sustituidos por enlaces simples. Las reacciones de adición convierten los compuestos insaturados en saturados. Aunque estos últimos son por lo general más estables que los insaturados, dos dobles enlaces en la misma molécula pueden producir menos inestabilidad si están separados por un enlace simple; a estos dobles enlaces se les llama conjugados.
Propiedades físicas de los compuestos orgánicos: En general, los compuestos orgánicos covalentes se distinguen de los compuestos inorgánicos en que tienen puntos de fusión y ebullición más bajos. Por ejemplo, el compuesto iónico cloruro de sodio (NaCl) tiene un punto de fusión de unos 800 °C, pero el tetracloruro de carbono (CCl4), molécula estrictamente covalente, tiene un punto de fusión de 76,7 °C. Por lo general, los compuestos orgánicos se disuelven en disolventes no polares (líquidos sin carga eléctrica localizada) como el octano o el tetracloruro de carbono, o en disolventes de baja polaridad, como los alcoholes, el ácido etanoico (ácido acético) y la propanona (acetona). Los compuestos orgánicos suelen ser insolubles en agua, un disolvente fuertemente polar.
clasificación de los compuestos organicos
Bibliografía
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