QUIMICA ORGANICA: 2014

1. QUIMICA ORGANICA

1.1 ¿Qué es?

También llamada Química del Carbono. Es una rama de la química que estudia la estructura, propiedades, síntesis y reactividad de compuestos químicos formados principalmente por el carbono e hidrogeno; que en muchos casos contienen oxigeno, nitrógeno, azufre, fosforo, boro, halógenos entre otros.

Estos compuestos componen todas las estructuras celulares de los seres vivos, y sus funciones vitales. (Respiración, alimentación y reproducción). Estas se producen mediante la creación y reacción de estos compuestos.

La Química orgánica también constituye algunas biomoleculas que conforman los seres vivos. (Proteínas, glúcidos, lípidos, ácidos nucleicos, vitaminas, hormonas etc.). Pero también un gran cantidad de compuestos naturales. (Hidrocarburos, cauchos, gas natural, petróleo, etc.)

Es muy importante saber que no todos los compuestos que presentan átomos de carbono son considerados compuestos orgánicos, como: (los dióxidos de carbono, las sales derivadas de carbonatos y bicarbonatos; que son compuestos inorgánicos.

2. HISTORIA

El termino Química orgánica fue introducido en 1807 por Jons Jacob Berzelius, para estudiar los compuestos derivados de los recursos naturales. Se creía que los componentes relacionados con la vida poseían una “fuerza vital” que les hacia distintos a los compuestos inorgánicos, además se consideraba imposible la preparación de un compuesto orgánico en laboratorio. Pero en 1828 el químico alemán Friedrich Wöhler, propuso que la sustancia inorgánica Cianato de Amonio podía convertirse en Urea, una sustancia orgánica que se encuentra en la orina de muchos animales. Con esto Wöhler dio fin a esta teoría.

A pesar de su aparición tardía en la historia de la química, la química de los compuestos del carbono es en la actualidad la rama de las ciencias químicas que crece con mayor rapidez. La variedad de productos derivados del carbono puede resultar prácticamente ilimitada debido a las propiedades singulares de dicho átomo y, por tanto, constituye una fuente potencial de nuevos materiales con propiedades especiales, de medicamentos y productos sanitarios, de colorantes, de combustibles, etc.

3. BIBLIOGRAFIA DEL CARBONO

El carbono es un elemento químico de número atómico 6 y símbolo C. Es sólido a temperatura ambiente. Es el pilar básico de la química orgánica; se conocen cerca de 16 millones de compuestos de carbono, aumentando este número en unos 500.000 compuestos por año, y forma parte de todos los seres vivos conocidos. Forma el 0,2 % de la corteza terrestre.

Nombre	carbono	Numero atómico	6
valencia	2,+4,-4	Punto de fusión	3727 °C
Densidad	2,26 (g/mol)	punto de ebullición	4830 °C
Masa atómica	12,01115 (g/mol)	Configuración electrónica	1s²2s²2p²
electronegatividad	2,5	Estado de oxidación	+4

El carbono es un solido, que se encuentra en el periodo dos (2) del grupo cuatro (lV).

IIA

IIIA

IVA

GRUPO

VIA

VIIA

VIIIA

H₁

He₂

Periodo 2

Li₃

Be₄

B₅

C₆

N₇

O₈

F₉

Ne₁₀

Na₁₁

Mg₁₂

Al₁₃

Si₁₄

P₁₅

S₁₆

Cl₁₇

Ar₁₈

K₁₉

Ca₂₀

Sc₂₁

Ti₂₂

V₂₃

Cr₂₄

Mn₂₅

Fe₂₆

Co₂₇

Ni₂₈

Cu₂₉

Zn₃₀

Ga₃₁

GZZZe₃₂

As₃₃

Se₃₄

Br₃₅

Kr₃₆

El carbono lo encontramos como principal fuente de energía debido a que forma, la gran fuente de HIDROCARBUROS conocidos como: el petróleo y el carbón, formando compuestos como: alifáticos (alcanos, alquenos, alquinos, ciclos), aromáticos (compuestos de bencenos y sus radicales respectivos).

3.1 EL PETRÓLEO:

Su principal componente es el carbono; que reacciona con el oxigeno, formando anhídrido carbónico (co2); debido a la combustión el petróleo desprende grandes cantidades de energía en forma lumínica y térmica. Su principal uso; la industria automotriz la utiliza como el principal recurso para movilizarse. El petróleo (del griego: πετρέλαιον, "aceite de roca") es una mezcla homogénea de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua.

También es conocido como petróleo crudo o simplemente crudo. Se produce en el interior de la Tierra, por transformación de la materia orgánica acumulada en sedimentos del pasado geológico y puede acumularse en trampas geológicas naturales, de donde se extrae mediante la perforación de pozos. Es un recurso natural no renovable y actualmente también es la principal fuente de energía en los países desarrollados.

El petróleo líquido puede presentarse asociado a capas de GAS NATURAL, en yacimientos que han estado enterrados durante millones de años, cubiertos por los estratos superiores de la corteza terrestre.

PARA MAYOR INFORMACION:
VER: QUIMICA ORGANICA

4. PROPIEDADES DEL CARBONO

4.1 propiedades físicas

En general son cuerpos sólidos.

Es insoluble en el agua.
Son inodoros e insípidos
Son mas densos que el agua
A excepción del diamante, son de color negro, frágil y untuoso al tacto.

4.2 propiedades químicas

Se combina con metales y metaloides, origina diversidad de compuestos sólidos, líquidos y gaseosos.
Al combinarse con metales forma hidruros.
Al combinarse con el hidrógeno forma diferentes compuestos llamados hidrocarburos.
Al combinarse con el azufre forma un líquido de olor a “coles podridos”, muy usado como disolvente.
El sulfuro de carbono con el cloro forma el CCl₄ un líquido de gran poder disolvente.
Es combustible, se combina con el oxígeno con desprendimiento de luz y calor por lo que se emplea como fuente artificial de calor.

5. CLASES DE CARBONO

El carbono puede clasificarse de acuerdo al estado en que se encuentra. Tenemos:

5.1 Estado Puro: Diamante y grafito, son siempre cristalinos – alotrópicos del carbono.

Entre ellos tenemos:

5.1.1 Diamante

Alótropo del carbono, en la que cada átomo del carbono se enlaza covalentemente con otros cuatro que están ubicados en los vértices de un tetraedro regular y así podemos considerar que el átomo de carbono posee la hibridación sp³. Separados por cada uno de sus vecinos (C – C) y con ángulos de enlace pequeños. Tiene enlaces muy fuertes y sin electrones móviles, lo que explica la fuerza del diamante, su mala conductividad eléctrica y punto de fusión alto (aproximadamente 3750°C).

Características del diamante:

Los diamantes existen en su estado nativo en la corteza terrestre.
Es un carbón casi puro, es una de las sustancias más puras que se conocen, porlo que se usa para cortar el vidrio.
Es mas denso que el grafito, su densidad varía entre 3.45 y 3.525.
Posee el poder de dispersión de la luz (es muy brillante) por lo que tiene gran valor en joyería.
El peso del diamante se evalúa en quilates, que equivale a 1/150 de onza de troy, esto es 0.2 gramos ( 1 quilate equivale a 1/5 gramos).
A pesar de ser el más duro, es muy frágil.
Se presenta en cristales de forma regular, transparentes y muy poco coloreados.

5.1.2 Grafito

Es el Alótropo mas estable del carbono a presiones y temperaturas ordinarias, es un solido blando negro, untuoso de lustre metálico, donde los átomos del carbono forman capas planas dentro de las cueles ellos tienen un ordenamiento hexagonal regular.

Características del Grafito:

Cristalizado en sistema hexagonal. Se puede obtener por vía sintética.
Su densidad es de 2.25 gr/cm³ , es menor a la del diamante (3.51 gr/cm³).
Es buen conductor del calor y la electricidad.
En su estructura cada átomo del carbono forma enlaces covalentes fuertes con átomos vecinos en el mismo plano.
A presiones muy altas de 100000 atm y 3000°C, el grafito se convierte en diamante.

5.2 ESTADO IMPURO:

pueden ser naturales o artificiales. La antracita, hulla, lignito y turba proceden de la putrefacción de vegetales en el seno de la tierra en épocas pasadas. La antigüedad de estos carbones es mayor en la antracita y va decreciendo hasta la turba.

5.2.1 Carbonos Naturales – Micro cristalinos

Entre ellos tenemos:
5.2.1.1 Antracita

Carbón fósil seco, poco bituminoso.
Es dura, quebradiza de color negro brillante.
Contiene 92% de carbono y posee un poder calorífico de 8000 Kcal/Kg.
Arde con dificultad.

5.2.1.2 La Hulla

Llamada también carbón de piedra o carbón mineral, es un carbón natural amorfo que se presenta formando capas o estratos, que constituyen las minas de carbón de piedra.
Es de color negro brillante de estructura lujosa, Contiene de 75% a 90% de carbón.
Es combustible, arde con llama fuliginosa, tiene gran cantidad de energía calorífica.
Las hullas grasas, son ricas en materias bituminosas que arden fácilmente con producción de bastante humo.
Las hullas secas, arden con mayor dificultad y llama corta.

5.2.1.3 Lignito

El lignito es una roca sedimentaria de origen orgánico.
Contiene de un 55% a 75% de carbono.
De color pardo o negro de estructura leñosa.
Difícil de encender, y al arder produce un olor fétido.

5.2.1.4 Turba

Carbón en reciente formación en los pantanos.
Contiene de un 50% de carbono.
Al arder produce humo denso.
Posee un poder calorífico de 3500 Kcal/Kg.

5.2.2 Carbones Artificiales – Amorfos

Entre ellos tenemos

5.2.2.1 Carbón de madera (vegetal o de palo)

Se forma cuando la madera se calienta intensamente en ausencia de aire.
El carbón adquiere una estructura muy abierta, dando una gran área superficial por unidad de masa.

5.2.2.2 Carbón activado

Forma pulverizada, cuya superficie se limpia por calentamiento con vapor, son muy útiles como absorbentes y catalizadores, se usan en filtros para eliminar olores desagradables en el aire o impurezas coloreadas o de mal sabor en el agua.

5.2.2.3 Carbón animal

Se obtiene mediante la calcinación de los huesos en recipientes cerrados.
Se emplea para decolorar líquidos oscuro (quemando los huesos).

5.2.2.4 Coke

Carbón que contiene 90% de carbono.
De color gris, muy poroso y no tizna las manos.
Posee gran poder calorífico.
Se usa como combustible y reductor de metales oxidados.

5.2.2.5 Carbón de retorta

Es el carbón que queda incrustado en las paredes del interior de las retortas de material refractario, donde se realiza la destilación de la hulla.

Es un carbón muy duro.
Es conductor del calor y la electricidad.
Se usa para construir electrodos de aparatos eléctricos.

5.2.2.6 El negro de humo

Es el carbón obtenido por la combustión incompleta de sustancias orgánicas, esto es con insuficiente cantidad de oxígeno.
En el laboratorio se obtiene haciendo arder la Trementina en una cápsula.

PARA MAYOR INFORMACION:
VEASE!!

6. TIPOS DE CARBONO

Según como el átomo de carbono satura sus valencias, se tienen los siguientes tipos:

6.1 Carbono Primario

Cuando el carbono satura con hidrógeno tres de sus valencias, quedando una sola valencia libre, el cual puede unirse con otro carbón o un elemento monovalente como el cloro o un grupo radical monovalente.

6.2 Carbono Secundario

El carbono satura con hidrógeno dos de sus valencias quedando dos valencias libres, las cuales pueden unirse con dos elementos monovalentes o con un radical divalente.

6.3 Carbono Terciario

El carbono satura con hidrógeno solo una de sus valencias, quedando tres valencias libres, las cuales pueden unirse con 3 elementos monovalentes.

7. Estructura molecular de carbono

El átomo de carbono, debido a su configuración electrónica, presenta una importante capacidad de combinación. Los átomos de carbono pueden unirse entre sí formando estructuras complejas y enlazarse a átomos o grupos de átomos que confieren a las moléculas resultantes propiedades específicas. La enorme diversidad en los compuestos del carbono hace de su estudio químico una importante área del conocimiento puro y aplicado de la ciencia actual.

Durante mucho tiempo la materia constitutiva de los seres vivos estuvo rodeada de no pocas incógnitas. Frente a la materia mineral presentaba, entre otras, una característica singular, su capacidad de combustión. Parecía como si los únicos productos capaces de arder hubieran de proceder de la materia viviente. En los albores de la química como ciencia se advirtió, además, que si bien la materia procedente de organismos vivos podía degradarse en materia mineral por combustión u otros procesos químicos, no era posible de ninguna manera llevar a cabo en el laboratorio el proceso inverso.

QUIMICA ORGANICA

lunes, 2 de junio de 2014

TRABAJO "QUIMICA ORGANICA"

5.1.1 Diamante

5.1.2 Grafito

5.2.1 Carbonos Naturales – Micro cristalinos