QUÍMICA ORGÁNICA

QUÍMICA ORGÁNICA

Es parte de la química que estudia los compuestos que contiene carbón en su molécula puede ser de origen animal. Vegetal y sintéticos.

BREVE HISTORIA

De la química orgánica

A principios del siglo diecinueve se habían acumulado muchas pruebas sobre la naturaleza, propiedades físicas y reacciones de los compuestos inorgánicos, pero se sabía relativamente poco sobre los compuestos orgánicos. Se sabía por ejemplo, que los compuestos orgánicos estaban constituidos solo por unos pocos elementos, como el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, de nitrógeno y el azufre, además se sabía que contrariamente a los materiales inorgánicos, los compuestos orgánicos eran fácilmente combustibles y muchos de ellos reaccionaban con la luz y el calor, además de los ácidos y bases fuertes. Kn este entonces, era claro que la materia se dividía en materia viva y materia inerte.

Alrededor de la anterior clasificación se desarrolló una corriente de pensamiento conocida como vitalismo, según la cual los compuestos orgánicos, propios de los seres vivos, solo podían existir y ser sintetizados por organismos vivos, los cuales imprimían su fuerza o esencia vital a dichos procesos (figura 1). El principal abanderado de esta corriente era el químico sueco lohn lacob Berzelius (1779¬1848). Paradójicamente, uno de sus aprendices, Friedrich Wohler (1800-1882) (figura 2). fue quien contribuyó en mayor medida a derrumbar el vitalismo. Wohler descubrió, en 1828. Que al calentar una solución acuosa de cianato de amonio, una sal inorgánica,

 se producía urea, compuesto orgánico presente en la orina de algunos animales. Esto mostraba que era posible sintetizar compuestos orgánicos sin la intervención de seres vivos, es decir, sin la mediación de una fuerza vital. Por la misma época, se demostró que extractos de células muertas podían generar reacciones orgánicas, con lo cual se habían descubierto las enzimas. luego, hacia 1861, el químico alemán August Kekule (1829-1896) propuso que los compuestos orgánicos se estructuraban sobre un esqueleto básico de átomos de carbono, en el cual se insertaban átomos de otros elementos. El aporte más importante de Kekule fue el elucidar la estructura del benceno, compuesto de gran importancia, industrial y bioquímica. En las primeras décadas del siglo XX. Surge la bioquímica como rama de la química encargada del estudio de los compuestos y los procesos de tipo orgánico. En 1944 se descubre que los genes son fragmentos de ácidos nucleicos y que éstos constituyen el código de la estructura química de los seres vivos. Luego, en 1953, Watson y Crick descubren la estructura tridimensional del ADN. Actualmente, nos encontramos ante un amplio horizonte de posibilidades de manipulación genética y bioquímica de los procesos orgánicos.

LA IMPORTANCIA DE LA QUÍMICA ORGÁNICA

Más del 95% de las sustancias químicas conocidas son compuestos del carbono y más de la mitad de los químicos actuales en el mundo se denominan a sí mismos químicos orgánicos.

Todos los compuestos responsables de la vida (ácidos nucleicos, proteínas, enzimas, hormonas, azúcares, lípidos, vitaminas, etc.) son sustancias orgánicas.

El progreso de la Química Orgánica permite profundizar en el esclarecimiento de los procesos vitales.

La industria química (fármacos, polímeros, pesticidas, herbicidas, etc.) juega un papel muy importante en la economía mundial e incide en muchos aspectos de nuestra vida diaria con sus productos.

La Química Orgánica es importante porque gracias a la química orgánica existe todo lo que hoy podemos percibir y sentir, ya que  todos los productos orgánicos están presentes en todos los aspectos de nuestra vida, como por ejemplo:

La ropa que vestimos, Los jabones, shampos, desodorantes.

Medicinas, perfumes, utensilios de cocina, alimentos, etc.

En el funcionamiento interno de nuestro cuerpo  ejemplo: La progesterona, el colesterol, etc.

DIFERENCIA ENTRE COMPUESTOS ORGÁNICOS E INORGÁNICOS.
ORGÁNICOS	INORGÁNICOS
Sus moléculas contienen fundamentalmente átomos de C, H, O, N, y en pequeñas proporciones, S, P, halógenos y otros elementos.	Sus moléculas pueden contener átomos de cualquier elemento, incluso carbono bajo la forma de CO, CO2, carbonatos y bicarbonatos.
El número de compuestos conocidos supera los 10 millones, y son de gran complejidad debido al número de átomos que forman la molécula.	Se conocen aproximadamente unos 500000 compuestos.
Son "termolábiles", resisten poco la acción del calor y descomponen bajo de los 300ºC. Suelen quemar fácilmente, originando CO2 y H2O.	Son, en general, "termo estables" es decir: resisten la acción del calor, y solo se descomponen a temperaturas superiores a los 700ºC.
Debido a la atracción débil entre las moléculas, tienen puntos de fusión y ebullición bajos.	Tienen puntos de ebullición y de fusión elevados.
La mayoría no son solubles en H2O (solo lo son algunos compuestos que tienen hasta 4 ó 5 átomos de C). Son solubles en disolventes orgánicos: alcohol, éter, cloroformo, benceno.	Muchos son solubles en H2O y en disolventes polares.
No son electrólitos.	Fundidos o en solución son buenos conductores de la corriente eléctrica: son "electrólitos".
Reaccionan lentamente y complejamente.	Las reacciones que originan son generalmente instantáneas, mediante reacciones sencillas e iónicas.
Contienen carbono, hidrógeno, con frecuencia oxígeno y a veces también se encuentra nitrógeno, azufre, halógenos  y fósforo.	Están constituidos por combinaciones de los elementos que se encuentran en la tabla periódica.
El número de compuestos que carbono, es mucho mayor que el de los compuestos que no lo contienen.	El número de compuestos es mucho menor que el de los compuestos orgánicos.
El enlace más frecuente es el covalente.	El enlace más frecuente es el iónico.
Son solubles en solventes orgánicos (no polares), como éter, alcohol, benceno, cloroformo, etc.	Por lo general, son solubles en  agua.
No son buenos conductores de la electricidad.	Son buenos conductores de la  electricidad.
Sus puntos de fusión son bajos.	Sus puntos de fusión son altos.
No son muy estables, se descomponen fácilmente.	Son muy estables.
Por lo general, sus reacciones son lentas  y rara vez cuantitativas.	Sus reacciones son rápidas (casi instantáneas) y cuantitativas.
Forman estructuras complejas de elevado peso molecular.	No forman estructuras complejas y sus pesos moleculares son bajos.
Presentan concatenación , que es la capacidad que presentan los átomos de carbono de combinarse entre sí por enlace covalente, formando largas cadenas.	No presentan concatenación.
Presentan isomería, que es un fenómeno común del cual derivan diferentes propiedades en los compuestos de igual forma  molecular, pero diferente arreglo atómico.	Es muy raro que presenten isomería,  este fenómeno, pero sí existe
La mayoría son combustibles	Por lo general, no arden.

CARACTERÍSTICAS DEL CARBONO A continuación puedes ver una tabla donde se muestra las principales características que tiene el carbono.
Símbolo químico	C	Configuración electrónica	[He]2s22p2
Número atómico	6	Electrones por capa	2, 4
Grupo	14	Estados de oxidación	4, 2
Periodo	2	Óxido	ácido débil
Aspecto	negro (grafito) Incoloro (diamante)	Estructura cristalina	hexagonal
Bloque	p	Estado	sólido
Densidad	2267 kg/m3	Punto de fusión	diamante: 3823 KGrafito: 3800 K K
Masa atómica	12.0107 u	Punto de ebullición	grafito: 5100 K K
Radio medio	70 pm	Calor de fusión	grafito; sublima: 105 kJ/mol kJ/mol
Radio atómico	67	Electronegatividad	2,55
Radio covalente	77 pm	Calor específico	710 J/(K·kg)
Radio de van der Waals	170 pm	Conductividad eléctrica	61×103S/m
		Conductividad térmica	129 W/(K·m)

PROPIEDADES DE ÁTOMO DE CARBONO

Los compuestos del carbono forman moléculas cuyos átomos están unidos por fuertes enlaces covalentes, mientras que entre una molécula y otra, cuando las sustancias son sólidas o líquidas, hay unas fuerzas de enlace muy débiles. Por ello decimos que estos compuestos son sustancias covalentes moleculares.

Insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos

Temperaturas de fusión y ebullición bajas.

No conducen la corriente eléctrica ni en estado líquido ni en disolución

Poseen poca estabilidad térmica, es decir, se descomponen o se inflaman fácilmente cuando se calientan.

Suelen reaccionar lentamente debido a la gran estabilidad de los enlaces covalentes que unen sus átomos.

                                                                                   SIMETRÍA DEL ÁTOMO DE CARBONO                           

El átomo de carbono tiene 4 valencias iguales orientadas a los vértices de un tetraedro regular  e imaginario  formado por 4 ángulos iguales  109.28 °

Un átomo de carbono con dos sustituyentes idénticos (sólo tres sustituyentes diferentes) normalmente tiene un plano de simetría especular interno. La estructura no es quiral.

TETRAVALENCIA

El átomo de carbono, para cumplir con la ley de los octetos, puede ganar o perder cuatro electrones para alcanzar así la configuración electrónica de un gas noble. En la mayoría de los compuestos actúa como elemento electronegativo. Al formar compuestos como el oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, y carbono lo hace por covalencia, es decir que comparte los electrones

Tetravalencia del carbono. Este átomo se liga con otros cuatro por medio de enlaces que apuntan hacia los vértices de un tetraedro. Se acostumbra colocar una cuña al enlace que apunta hacia fuera del plano del papel y una línea punteada para el que sale hacia atrás.

ESTRUCTURA TETRATÓNICA

Los cuatro electrones de valencia se hallan situados dos en el orbital 2s y dos en el orbital p (px1 y en py1), esto implica que al encontrarse en diferentes orbitales tienen diferente cantidad de energía. Sin embargo, el análisis de rayos X demuestra que los cuatro enlaces formados por el átomo de carbono se encuentran en direcciones preestablecidas, es decir, las cuatro valencias del átomo de carbono son iguales, así como también sus ángulos. Estos enlaces los encontramos en direcciones preestablecidas ubicados en las direcciones de los vértices de un tetraedro, en cuyo centro se encuentra el núcleo.

ESQUELETO DEL ÁTOMO DE CARBONO

Un átomo de carbono puede formar cuatro enlaces covalentes con cuatro átomos diferentes como máximo.

En términos del papel biológico del carbono, es de gran importancia que sus átomos pueden formar enlaces entre sí y así, formar cadenas largas.

CADEAS ABIERTAS ACICLICAS

ACTIVIDAD 1

La palabra química orgánica hace referencia a:

Realice una historieta de la historia de la química.

Parece relevante que la química orgánica constituya más del 95% de nuestra vida cotidiana, ¿Por qué? argumenta tu respuesta Y realiza un dibujo de la las utilidades de la química orgánica.

Realiza un cuadro comparativo de las diferencias entre química orgánica y química  inorgánica.

Realiza el cuadro comparativo de las características del átomo de carbono.

Realiza un mapa conceptual de las propiedades del átomo de carbono

¿Que es simetría?  y qué relación hay entre la tetravalencia

¿A que se refiere la estructura tetratónica?

¿Cuál es la importancia del esqueleto del átomo de carbono?

¿Qué tipos de cadenas que forma el átomo de carbono existen? consulte y dibuje

Realice el cuadro clases de átomo de carbono y explique su importancia de cada caso.

Analiza el siguiente vídeo. APORTE DE MEDIO AMBIENTE  LUZ ADRIANA

Realizar  un reporte del origen de la vida Alexander Oparin  del capitulo 1-5

http://www.librosmaravillosos.com/elorigendelavida/pdf/El%20or%C3%ADgen%20de%20la%20vida%20-%20Aleksandr%20Ivanovich%20Oparin.pdf