LA QUÍMICA DEL CARBONO

La Química del carbono, también llamada Química Orgánica, es la rama de la química que estudia un tipo de moléculas, que presentan enlaces carbono-carbono o carbono-hidrógeno , y que también  pueden contener otros elementos, generalmente en pequeña cantidad como oxígeno, azufre, nitrógeno, halógenos, fósforo, silicio.

Se desarrolla como una parte de la Química cuando Friedich Whöler a finales del siglo XIX consigue sintetizar en el laboratorio  urea, un compuesto presente en los seres vivos, a partir de compuestos inorgánicos, poniendo así final a la teoría de la "fuerza vital".

En un principio, el nombre de Química orgánica se aplicaba al estudio de los compuestos que contenían carbono y formaban parte de la química de los seres vivos.

Actualmente se denomina Química del carbono debido a la gran cantidad de compuestos de carbono que podemos sintetizar en el laboratorio y que no forman parte de la materia viva: los plásticos.

• Investiga en qué consistía la teoría de la fuerza vital
• Busca ejemplos de compuestos de carbono en los siguientes ámbitos:

- Sustancias de interés biológico

- Sustancias de interés industrial

- Sustancias de interés energético

El átomo de carbono presenta unas características que le permiten forman un número muy amplio y variado de compuestos:

- Núcleo: 6 protones y 6 neutrones

- Corteza: 6 electrones

- El atómo de C alcanza la estructura de gas noble formando 4 enlaces covalentes con otros átomos

- Se une con otros átomos de carbono formando enlaces sencillos, dobles o triples

- Puede formar largas cadenas carbonadas, abiertas, cerradas, lineales y ramificadas

• Selecciona entre los compuestos siguientes aquellos que pertenezcan a la química del carbono: C6H12O6 ;  KMnO4 ;  CH3COOH ; C6H5NH2 ;   Na2SO4 

Los compuestos de carbono que sólo tienen carbono e hidrógeno reciben el nombre de hidrocarburos. Según presenten enlaces sencillos, dobles o triples reciben el nombre de alcanos, alquenos y alquinos, respectivamente.

Los alquenos y alquinos, por tener enlaces múltiples (dobles y triples) reciben el nombre de compuestos insaturados.

• Los hidrocarburos son compuestos de uso común en nuestra vida diaria. ¿Qué propiedades  generales presentan estos compuestos?

• Investiga para qué utilizamos en nuestra vida diaria:

 Alcanos

Alquenos

Alquinos

Compuestos aromáticos

            Escribe en cada caso ejemplos concretos.

Para nombrar los hidrocarburos utilizamos las reglas que dicta la IUPAC.

El número de átomos de carbono que contiene la cadena se indica mediante los prefijos de la tabla siguiente:

Si se trata de un alcano, se añade la terminación -ano. Para los alquenos usamos la terminación - eno y para los alquinos, la terminación - ino.

Cuando escribimos la fórmula de un compuesto orgánico usamos fórmulas semidesarrolladas en las que se indica cómo son los enlaces entre los átomos de carbono de la cadena carbonada.

Así, los primeros compuestos de la serie de los alcanos tendrán las siguientes fórmulas moleculares y semidesarrolladas:

En el caso de los alquenos:

En  los alquenos, indicamos con un número llamado localizador en qué posición de la cadena se encuentra el doble enlace.

Se procede del mismo modo con los alquinos:

Cuando la cadena de carbonos es cíclica, se antepone al prefijo que indica el número de carbonos la palabra ciclo. Se suelen representar dibujando la figura geométrica correspondiente al número de lados del ciclo:

• Escribe las fórmulas semidesarrolladas de  los siguientes compuestos:

butano 

propeno

2-pentino

ciclohexano

heptano

3-penteno

ciclobutano

Además de los hidrocarburos existen otros compuestos orgánicos, que tienen en sus moléculas átomos de oxígeno, nitrógeno y halógenos fundamentalmente.

Para estudiar a los compuestos orgánicos se agrupan en series homólogas. Una serie homóloga está formada por todos los compuestos que tienen asociaciones de átomos similares en sus moléculas. 

Algunas series homólogas (además de los hidrocarburos) son:

- Alcoholes

- Éteres

- Ácidos carboxílicos

- Aldehídos 

- Cetonas

- Ésteres

-Aminas

• Para los siguientes compuestos: 

etanol

dietiléter

ácido acético

 ácido cis-9-octadecenoico

ácido 2-hidroxipropanoico

etanal

acetona

(R)-4-(1-hidroxi-2-(metilamino)etil)benceno-1,2-diol 

Averigua a qué serie homóloga pertenecen los compuestos anteriores y su fórmula química y busca información sobre ellos.

• Los ésteres son compuestos con olores muy característicos y, en general, agradables. Por ejemplo, la mayoría de los olores de las frutas son debidos a su presencia. Averigua que compuestos son los responsables del olor de la manzana, el plátano, la naraja y  la piña