Texto Paralelo de Qumica

Cristian Jos Jerez Lazo4to Ao D Prof.: Ernesto TnnermannQu es la Qumica Orgnica?Se puede decir que la qumica orgnica es la qumica que estudia el carbono y los compuestos derivados de este.Historia de la Qumica Orgnica:

Solo los seres vivos poseen la fuerza vital (vitalismo)Al iniciar el siglo XIX toda la informacin recopilada acerca de la naturaleza, propiedades fsicas y reacciones de los compuestos inorgnicos pero se conocan muy poco los compuestos orgnicos donde solo se conocan algunas caractersticas de estos; por las diferencias observadas entre estos se afirmo que la materia estaba dividida en dos: la materia viva y la inerte.

Friedrich WohlerPor este motivo se desarrollo una idea conocida como vitalismo el cual consista en que los compuestos orgnicos solo podan existir y ser sintetizados por los seres vivos que impriman su esencia vital a estos procesos. Uno de los que apoyaban esta idea era el sueco John Jacob Berzelius, su aprendiz Friedrich Wohler contribuyo a desacreditar la idea del vitalismo. Luego el alemn August Kekule dio a conocer su teora acerca de que los compuestos orgnicos estaban formados por un esqueleto de tomos de carbono donde tambin se hallaban presentes otros elementos. Luego a principios del siglo XX surge la Bioqumica una rama de la qumica que estudia los compuestos y procesos orgnicos.

Importancia de la Qumica Orgnica

MedicamentosPolmerosLa Qumica Orgnica es importante por que es la qumica de los compuestos del carbono y es una ciencia bsica para la bioqumica, la medicina, la microbiologa y otras ciencias donde la qumica del carbono es fundamental.

A pesar de eso la Qumica Orgnica es importante por si misma ya que es vital para sintetizar medicamentos que son tan tiles hoy en da, puedes tener miles de compuestos que pueden tener actividad biolgica y pueden ser alternativas de curas para enfermedades nuevas o mejores para enfermedades duras, o incluso de esas que son incurables ahora.

Otro aspecto vital de la qumica orgnica es desde luego los polmeros sintticos, gracias a esta cada ao la industria polimrica tiene casi mil nuevas patentes, es primordial la industria de polmeros para el estilo de vida que llevamos hoy en da; ms aplicaciones en la industria de alimentos, ya que colorantes nuevos por ao no se pueden lograr si no entendiramos al carbono, nuevas formas de alimentos, nuevas formas para preparar alimentos slo al saber como acta el carbono.

Elementos que constituyen los compuestos orgnicos

Elementos Biogensicos

Hidrgeno

Oxgeno

Biomolculas CarbonoNitrgeno

Acido s NucledosAzufreCarbohidratos

LpidosProtenas Potasio

Diferencias entre compuestos orgnicos e inorgnicosCompuestos OrgnicosCompuestas Inorgnicos

En su estructura siempre esta el carbono.En su estructura participan todos los elementos.

Predomina el enlace covalente.Predomina el enlace inico.

Posee bajos puntos de ebullicin y fusin.Posee altos puntos de ebullicin y fusin.

Son solubles en compuestos orgnicos e insolubles en agua.Son solubles en agua e insolubles en compuestos orgnicos.

Forman largas cadenas de carbono.Difcilmente forman cadenas

Posee una alta variedad de compuestos.Posee poca variedad de compuestos.

Poseen diversos ismeros.Carecen de ismeros.

El carbonoCaractersticas del carbono: -Su capacidad de enlace (tetravalencia).

tomo de Carbono enlazado a 4 tomos de Hidrgeno-La capacidad de enlazarse consigo mismo (formar cadenas).-Su versatilidad para formar compuestos-La electronegatividad intermedia.Fuentes:

Grafito Existen diversas fuentes del carbono pero hay 3 muy importantes.

La Hulla, que es un carbn mineral usado como combustible fsil la hulla es flexible y al destilarse se obtiene alquitrn del cual tambin se deriva la naftalina.

El grafito, es un carbn usado para generar la punta de los lpices el grafito es la fuente o alotropa mas comn, el grafito es el mas frgil de las fuentes.

El Diamante, es la fuente menos comn ya que el diamante es un mineral muy precioso, el diamante es muy compacto es mas las estructuras de concreto son cortadas con sierras que en su punta tienen diamantes que al adquirir mucha velocidad son capaces de cortar la estructura en segundos.

DiamanteCapacidad de enlace del carbonoLa configuracion electronico del carbono explica sus posibilidades de combinarse consigo mismo y con otros elementos dando lugar a muchos compuestos; en esot tiene que ver su configuracion electronica que es igual a 6.Hibridacin de OrbitalesDebido a la promocion de un elcetrn del orbital se genera la tetravalencia del carbono o sea la capacidad para formar cuatro enlaces covalentes debido a que uno de estos orbitales estaran semiocupados.Enlaces orbitales HbridosEl tipo de enlace que resulta de una fusin de dos orbitales hbridos formaran enlaces sigma () y enlaces pi ().

Enlace Enlace

Formado por superposicin frontal de orbitales atmicos hbridos. Formados por superposicin lateral de orbitales p.

Tiene simetra de carga cilndrica alrededor del eje de enlace.Tiene una densidad de carga mxima en el plano transversal de los orbitales.

Tiene rotacin libre.Nop ermite la rotacion libre.

Es un enlace de alta energa.Posee energa mas baja.

Solamente puede existir un enlace entre dos tomos.Puede existir uno o dos enlaces entre tomos.

Tipos de Hibridaciones

Efectos de la hibridacin sobre la estabilidad de los enlacesSe pueden ganar dos cosas cuando el carbono una es que los orbitales hbridos pueden suponerse mejor y esta tambin permite ngulos de enlace mas amplios, con lo que se obtiene mayor estabilidad.Compuestos OrgnicosLos compuestos orgnicos se clasifican en grupos o funciones qumicas que comparten ciertas caractersticas estructurales y un comportamiento fsico-qumico particular. Un grupo funcional es un tomo o un conjunto de tomos que forman una parte de una gran molcula ms grande que posee un comportamiento qumico caracterstico. Funciones Qumicas: Enlaces Carbono-CarbonoEstos compuestos tambin son conocidos como Hidrocarburos, son el grupo ms amplio y diverso de los compuestos orgnicos. Estos estn formados por cadenas de carbono unidos con enlaces sencillos al hidrogeno; se llaman alcanos, dependiendo de enlaces dobles o triples los hidrocarburos se dividen en: alquenos y alquinos. El tercer grupo es entre enlaces dobles y simples anillos de tomos de carbono llamados aromticos. Los alcanos son hidrocarburos saturados y los alquinos y alquenos son hidrocarburos insaturados.Entre carbono y tomos electronegativosAl unir una cadena sencilla de carbonos e hidrgenos a un algeno se forma el grupo funcional conocido como haluros; pero si en vez agregamos OH se forman los alcoholes y si agregamos tomos de oxgeno, nitrgeno, NH o S se forman teres, nitrilos, aminas o sulfuros.Enlaces Carbono-OxgenoMuchos tomos se diferencian por el enlace doble C-O o carbonilo.Series HomologasUna serie homologa es el conjunto de compuestos que tienen el mismo grupo funcional pero el numero de carbono en sus molculas es diferente.

Clasificacin segn su estructura

Compuestos Acclicos o Alinfticos Estos pueden ser de cadena lineal o ramificada:

Cadena ramificada

Cadena Lineal

Compuestos Cclicos

Nomenclatura de los compuestos orgnicosSon regidos por la Internacional de Qumica Pura y Aplicada (IUPAC)Esta se basa en nmeros de carbonos que formen parte de la estructura y el tipo y posicin ocupada por los grupos funcionales presentes.Sustituyente: tomo o grupo de tomos que se encuentra sustituyendo al hidrgeno en la cadena hidrocarbonada.Radical: tomo o grupo de tomos que poseen un electrn desapareado.Nomenclatura de HidrocarburosSe agrega un prefijo determinado como en la tabla:Numero de carbonosPrefijo

1met

2et

3prop

4but

Y la terminacin ano, eno o ino dependiendo de que sean alcanos, alquenos y alquinos respectivamente.Nomenclatura de Hidrocarburos cclicos.Solo se agregara el prefijo ciclo- y se usa las mismas normas establecidas por la IUPAC.Nomenclatura de grupos funcionalesPara el resto de grupos funcionales se le agregan los siguientes sufijos a dems de usar las normas ya mencionadas.Grupo FuncionalSufijo

Alcoholes-ol

Aldehdosal o -aldehdo

Cetonas-ona o -cetona

cidos carboxlicoscido-oico

Aminas-amina

steratoilo

Amidaamida

terester

IsomeraCuando dos o ms compuestos tienen formulas moleculares idnticas pero diferentes estructuras se dice que estos son ismeros entre ellos; esto es denominado isomera. Las propiedades de estos ismeros son diferentes.Existen varios tipos de ismeros:Isomera de esqueleto o cadena: Se presenta como el resultado de las diferentes secuencias de los tomos de carbono.Isomera de posicin: Resulta de colocar grupos en posiciones no equivalentes sobre un mismo esqueleto carbonado.Isomera de grupo funcional: Se presenta cuando dos compuestos poseen diferentes grupos funcionales para una formula molecular.

HidrocarburosLos hidrocarburos son compuestos orgnicos formados exclusivamente por carbono e hidrgeno. Los hidrocarburos se clasifican en: Hidrocarburos saturados, llamados tambin alcanos, que presentan enlaces sencillos. Los alquenos, que tienen enlaces dobles y los alquinos, con enlaces triples.

Hidrocarburos SaturadosAlcanosLos Alcanos son Hidrocarburos de cadenas abiertas sencillas o ramificadas estas son de carbono e Hidrogeno estos estn unidos por enlaces covalentes simples.

Propiedades Fsicas de los alcanos: Punto de ebullicin: el punto de ebullicin aumenta con el tamao del alcano porque las fuerzas intermoleculares (fuerzas de Van der Waals y de London), son ms efectivas cuando la molcula presenta mayor superficie. Es as, que los puntos de fusin y ebullicin van a aumentar a medida que se incrementa el nmero de tomos de carbono.

Punto de fusin: El punto de fusin tambin aumenta con el tamao del alcano por la misma razn que aumenta el punto de ebullicin. Los alcanos con nmero impar de carbonos se empaquetan en una estructura cristalina y poseen puntos de ebullicin un poco menores de lo esperados en los pares. Estos son solubles en compuestos orgnicos pero no lo son en agua.

Propiedades qumicas

Combustin: los alcanos se oxidan en presencia de aire u oxgeno y el calor de una llama, produciendo dixido de carbono, luz no muy luminosa y calor. Ese calor emitido puede ser calculado y se denomina calor de combustin.

Halogenacin: Los alcanos reaccionan con los halgenos, en presencia de luz solar o ultravioleta desde 250C hasta 400 C, produciendo derivados halogenados al sustituir uno o ms hidrgenos por tomos del halgeno. La Halogenacin ocurre en tres etapas Nitratacin: Los alcanos en estado gaseoso reaccionan con vapores de cido ntrico a 420C para producir nitro derivados, la accin fuertemente oxidante del cido ntrico transforma gran parte del alcano en dixido de carbono y agua.Obtencin de AlcanosEl medio ms importante es la destilacin fraccionada de petrleo.

Hidrocarburos InsaturadosLos Hidrocarburos insaturados se diferencian de los saturados ya que poseen enlaces dobles y triples por lo que el carbono no puede estar saturado con hidrgenos por lo que se presentan enlaces dobles y triples entre carbonos.

Alquenos Son conocidos tambin como olefinas y se caracterizan por la presencia de al menos un enlace doble carbono-carbono siendo bastante reactivos.

AlquinosSe caracterizan por presentar al menos un enlace triple carbono-carbono y son altamente reactivos.

Propiedades fsicas de los Hidrocarburos Insaturados Las propiedades fsicas de los alquenos y alquinos son semejantes a la de los alcanos. Al aumentar los carbonos los puntos de fusin y ebullicin aumentan. Son solubles en compuestos orgnicos e insolubles en agua.

Propiedades Qumicas de los Hidrocarburos Insaturados Halogenacin: Es el proceso mediante el cual se rompen los enlaces doble y triples para anexar a la molcula un halgeno. Los alquenos y alquinos reaccionan con los halgenos.Hidrohalogenacin: Es el proceso en el cual se aaden hidrcidos a una molcula orgnica rompiendo los enlaces dobles y triples para formar haloalcanos. Adicin de Hidrgeno: Se le agrega hidrogeno a la molcula para formar alcanos.Adicin de Oxgeno: Se agrega oxgeno a la molcula para formar alcoholes dobles mejor conocidos como glicoles.El PetrleoEl petrleo es una de las principales fuentes de Hidrocarburos en la naturaleza.OrigenEl petrleo es un combustible fsil que se formo hace millones de aos durante un largo proceso en el cual la materia orgnica (vegetal y animal) se almaceno en zonas costeras los cuales fueron cubiertos por capas de arcilla, arena y barro que endurecieron este junto con las bacterias anaerobias la escasez de oxgeno y la lenta degradacin dieron como resultado el origen del petrleo.

Explotacin de un yacimiento de petrleo

Explotacin

Tuberas que transportan petrleo.A travs de estudios de mapas topogrficos se pueden detectar yacimientos de petrleo pero primero deben de ver la cantidad y la profundidad en la que se encuentra, luego comienza la perforacin donde se haya aguas subterrneas y rocas. En el petrleo arriba hay un gas y en el fondo generalmente aguas saladas, por la presin al inicio el petrleo sale solo pero al acabarse el gas se necesita bombear agua o aire a presin.

RefinacinEl petrleo crudo tiene my pocas aplicaciones este debe ser sometido a una serie de procesos fsicos y qumicos para obtener productos con aplicaciones industriales. El primer paso es la destilacin donde se obtienen varias fracciones dependiendo del punto de ebullicin de los compuestos. L a destilacin se efecta en unos dispositivos llamados columnas de fraccionamiento, su funcin es separa las fracciones que conforman el petrleo; estas pueden medir hasta 60 metros.

Proceso de Destilacin

La GasolinaLa gasolina es unos de los derivados del petrleo que se usa como combustible en todo el mundo de la cual depende la economa por esto el 90% del petrleo es usado para la fabricacin de combustibles como la gasolina.

Otros derivados del PetrleoProductoUsos

Gas propanoCombustible domstico.

ter de petrleoDisolventes, lavado en seco

Bencina industrialMatera prima de disolventes alifticos o en algunos casos combustibles domstico.

Disolventes alifticosExtraccin de aceites, fabricacin de pinturas y resinas, pegantes y adhesivos, thinner y como combustible para hornos de la industria alimenticia. Para la industria del caucho, fabricacin de tintas y formulacin de thinner. Fabricacin de pinturas, disolventes de resinas y productos para la agricultura.

AsfaltosConstruccin y conservacin de vas y como material sellante e impermeabilizante.

VaselinaLubricacin, pomadas y cremas.

ParafinaBujas, proteccin de cierres.

Alquitrn aromtico o arotarFabricacin de llantas y como diluyente.

cido naftnicoEs utilizado en la manufactura de base para pinturas de cobalto, manganeso, calcio y otras sales de naftenato, detergentes y solventes, en conservadores para madera de nafteno de cobre y zinc, auxiliares para adhesin, inhibidores de corrosin, surfactantes y aceites de corte.

ToluenoFabricantes de adelgazadores de pintura. Fabricantes de benceno. Fabricantes de cementos de hule. Fabricantes de disocianato de tolueno. Fabricantes de perfumes. Fabricantes de sacarina. Fabricantes de viniltolueno. Manipuladores de lacas. Mezcladores de combustibles para aviones. Mezcladores de gasolina. Trabajadores con disolventes. Trabajadores de hornos de coke. Trabajadores de la industria petroqumica. Trabajadores de laboratorios qumicos.

Alquilbenceno Detergentes de lavado de ropa, Detergentes lavavajillas, Limpiadores industriales, Limpiadores domsticos

Bases lubricantesAceites lubricantes para automotores y mquinas industriales.

PolmerosSon macromolculas compuestas por cadenas de unidades mas pequeas llamadas monmeros; estos pueden clasificarse en naturales o sintticos estos ltimos son mas baratos y abundantes.Polimerizacin El proceso en el que se unen estas molculas es llamada polimerizacin y se puede hacer por adicin y por condensacin. Clase de PolmerosEstos se clasifican de acuerdo a las propiedades fsicas o uso que se les da; se distinguen dos grupos principales: los termoplsticos y los termoestables de una forma adicional estn los elastmeros.A la vez estos se subdividen en:TermoplsticosPolietileno: Se obtiene de la polimerizacin del propileno siendo este traslucido, resistente y estable.Poliestireno: Se obtiene de la polimerizacin del estireno, no se altera por la humedad y es buen aislante elctrico.ElastmerosCaucho natural: Se encuentra en el tronco de algunas plantas, es un polmero doble. En estado natural es color amarillo pardo, slido y termoplstico.Poliuretanos: Depende de cmo sean manipulados pueden ser termoestables o termoplsticos.Neopreno: ES un sustituto del caucho natural por su gran resistencia a la degradacin y accin de disolventes y otros agentes qumicos.Mtodos de Procesamiento Extursin:Es la tcnica mas usada en la actualidad; todos los polmeros usados hoy en da pasan por este proceso.

Proceso de Extrusin

Contaminacin por compuestos orgnicos

Los Plsticos El trmino plstico en su significacin ms general, se aplica a las sustancias de distintas estructuras que carecen de un punto fijo de ebullicin y poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones se debe a que denota ciertos tipos de materiales sintticos obtenidos mediante fenmenos de polimerizacin o multiplicacin artificial de los tomos de carbono en las largas cadenas moleculares de compuestos orgnicos derivados del petrleo y otras sustancias naturales.La palabra plstico se us originalmente como adjetivo para denotar un cierto grado de movilidad y facilidad para adquirir cierta forma, sentido que se conserva en el trmino plasticidad.

Las Enzimas