GUÍA Nº2. GRADO 11º. QUÍMICA ORGÁNICA Y EL ÁTOMO DE CARBONO.

INSTITUCIÓN EDUCATIVA CARLOS ADOLFO URUETA. AYAPEL-CÓRDOBA.

ASIGNATURA: QUÍMICA GENERAL. GRADO 11º___2020. TEMA: QUÍMICA ORGÁNICA. Lic. MIGUEL MEZA.

GUÍA DE CLASES NO PRESENCIALES Nº 2.  PERIODO 2.

EJE TEMÁTICO: QUÍMICA ORGÁNICA, EL ÁTOMO DE CARBONO.

1.       TEORÍA RELACIONADA.

QUÍMICA ORGÁNICA.

La química orgánica es la rama de la química que estudia una clase numerosa de moléculas que en su gran mayoría contienen carbono formando enlaces covalentes: carbono-carbono o carbono-hidrógeno y otros heteroátomos, también conocidos como compuestos orgánicos. Debido a la omnipresencia del carbono en los compuestos que esta rama de la química estudia, esta disciplina también es llamada química del carbono.

HISTORIA DE LA QUIMICA ORGANICA.

​La química orgánica se constituyó o se instituyó como disciplina en los años treinta. El desarrollo de nuevos métodos de análisis de las sustancias de origen animal y vegetal, basados en el empleo de disolventes, como el éter o el alcohol, permitió el aislamiento de un gran número de sustancias orgánicas que recibieron el nombre de "principios inmediatos". La aparición de la química orgánica se asocia a menudo al descubrimiento, en 1828, por el químico alemán Friedrich Wöhler, de que la sustancia inorgánica cianato de amonio podía convertirse en urea, una sustancia orgánica que se encuentra en la orina de muchos animales. Antes de este descubrimiento, los químicos creían que para sintetizar sustancias orgánicas, era necesaria la intervención de lo que llamaban ‘la fuerza vital’, es decir, los organismos vivos. El experimento de Wöhler rompió la barrera entre sustancias orgánicas e inorgánicas. Los químicos modernos consideran compuestos orgánicos a aquellos que contienen carbono e hidrógeno, y otros elementos (que pueden ser uno o más), siendo los más comunes: oxígeno, nitrógeno, azufre y los halógenos.

En 1856, sir William Henry Perkin, mientras trataba de estudiar la quinina, accidentalmente fabricó el primer colorante orgánico ahora conocido como malva de Perkin.​

La diferencia entre la química orgánica y la química biológica es que en la química biológica las moléculas de ADN tienen una historia y, por ende, en su estructura nos hablan de su historia, del pasado en el que se han constituido, mientras que una molécula orgánica, creada hoy, es sólo testigo de su presente, sin pasado y sin evolución histórica.​

COMPUESTOS ORGANICOS.

Compuesto orgánico o molécula orgánica es un compuesto químico que contiene carbono, formando enlaces carbono-carbono y carbono-hidrógeno. En muchos casos contienen oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, boro, halógenos y otros elementos menos frecuentes en su estado natural. Estos compuestos se denominan moléculas orgánicas. Algunos compuestos del carbono, carburos, los carbonatos y los óxidos de carbono, no son moléculas orgánicas. La principal característica de estas sustancias es que arden y pueden ser quemadas (son compuestos combustibles). La mayoría de los compuestos orgánicos se producen de forma natural, pero también existen artificiales los cuales son creados mediante síntesis química.

Las moléculas orgánicas se dividen en dos partes:​

Moléculas orgánicas naturales: son las sintetizadas por los seres vivos, y se llaman biomoléculas, las cuales son estudiadas por la bioquímica y las derivadas del petróleo como los hidrocarburos.

Moléculas orgánicas artificiales: son sustancias que no existen en la naturaleza y han sido fabricadas o sintetizadas por el hombre, por ejemplo los plásticos.

La línea que divide las moléculas orgánicas de las inorgánicas ha originado polémicas e históricamente ha sido arbitraria, pero generalmente, los compuestos orgánicos tienen carbono con enlaces de hidrógeno, y los compuestos inorgánicos, no. Así el ácido carbónico es inorgánico, mientras que el ácido fórmico, el primer ácido carboxílico, es orgánico. El anhídrido carbónico y el monóxido de carbono, son compuestos inorgánicos. Por lo tanto, todas las moléculas orgánicas contienen carbono, pero no todas las moléculas que contienen carbono son moléculas orgánicas.

EL ATOMO DE CARBONO.

La gran cantidad de compuestos orgánicos que existen tiene su explicación en las características del átomo de carbono, que tiene cuatro electrones en su capa de valencia: según la regla del octeto necesita ocho para completarla, por lo que forma cuatro enlaces (valencia = 4) con otros átomos. Esta especial configuración electrónica da lugar a una variedad de posibilidades de hibridación orbital del átomo de carbono (hibridación química).

La molécula orgánica más sencilla que existe es el metano. En esta molécula, el carbono presenta hibridación sp3, con los átomos de hidrógeno formando un tetraedro.

El carbono forma enlaces covalentes con facilidad para alcanzar una configuración estable, estos enlaces los forma con facilidad con otros carbonos, lo que permite formar frecuentemente cadenas abiertas (lineales o ramificadas) y cerradas (anillos).

Propiedades Generales del Carbono.

Entre las propiedades Generales del carbono, tenemos:

1.       Tetravalencia

El químico alemán Federico Kekulé enunció su teoría estructural, bajo 3 postulados para establecer las fórmulas estructurales planas de los compuestos orgánicos:

·         El átomo de carbono es tetravalente

·         Las cuatro valencias son exactamente iguales

·         Los átomos de carbono pueden unirse consigo mismos mediante enlaces formando cadenas.

                                                           

2.       Covalencia

El átomo de carbono que tiene 4 electrones en su último nivel de energía, no gana ni pierde electrones, sino al combinarse los comparte con otros átomos formando enlaces covalentes.

3.       Igualdad de valencias

Propiedad del átomo de carbono, de representar en el centro de un tetraedro regular, con sus valencias dirigidas hacia los vértices a igual distancia del átomo de carbono (equidistantes), que tomó el nombre de “Isovalencia” o igualdad de sus valencias.

4.       Autosaturación

Propiedad del átomo de carbono que lo distingue de los demás elementos y se refiere a la capacidad que tienen para unirse entre sí, para formar cadenas carbonadas lineales o ramificados, cíclicas o abiertas compartiendo una, dos, tres pares de electrones de valencia (enlaces covalentes).

CADENA CARBONADA

Una cadena carbonada es el esqueleto de prácticamente todos los compuestos orgánicos y está formada por un conjunto de varios átomos de carbono, unidos entre sí mediante enlaces covalentes carbono-carbono y a la que se unen o agregan otros átomos como hidrógeno, oxígeno o nitrógeno, formando variadas estructuras, lo que origina infinidad de compuestos diferentes.

La facilidad del carbono para formar largas cadenas es casi específica de este elemento y es la razón del elevado número de compuestos de carbono conocidos, si lo comparamos con compuestos de otros átomos.​ Las cadenas carbonadas son bastante estables y no sufren variación en la mayoría de las reacciones orgánicas.

Al unirse los átomos de carbono entre sí, se forman las cadenas carbonadas, que pueden ser

Abiertas o cerradas. En las cadenas cerradas, los carbonos se unen entre sí formando anillos,

Donde los más usuales son los de cinco o seis miembros.

TIPOS DE CADENA CARBONADA.

CADENAS ABIERTAS O ACÍCLICAS:

Es cuando las cadenas presentan dos extremos (Son continuas)

•Cadenas Lineales: 

Los átomos de carbono pueden escribirse en línea recta.

·         Cadenas Ramificadas:

Están constituidas por dos o más cadenas lineales enlazadas. La cadena lineal más importante se denomina cadena principal; las cadenas que se enlazan con ella se llaman radicales.

                         

·         CADENAS CÍCLICAS:

Son hidrocarburos de cadenas carbonadas cerradas, formadas al unirse dos átomos terminales de una cadena lineal. Las cadenas carbonadas cerradas reciben el nombre de ciclos.

                      

2.      DESARROLLO DE COMPETENCIAS CIENTÍFICAS

2.1  Que elementos químicos están presentes en los compuestos orgánicos?

2.2  Indaga sobre el experimento de WHOLER.

2.3  Que es la Quinina y para que se utiliza?

2.4  Que diferencia existe entre la química orgánica y la química biológica?

2.5  Clasifica los siguientes compuestos como: orgánicos naturales u orgánicos artificiales:

Almidón de yuca___________________

Guantes quirúrgicos__________________

Alcohol antiséptico___________________

Vino de corozo fermentado________________

Llantas de auto_________________________

Manteca de cerdo_______________________

2.6  Escriba las principales fuentes de los compuestos orgánicos en la naturaleza.

2.7  Establezca diferencias entre el cloruro de sodio (sal común) compuesto inorgánico, y el alcohol antiséptico, compuesto orgánico.

2.8  Por qué son tan numerosos los compuestos orgánicos?

2.9  Elabore una tabla de propiedades físicas y químicas del carbono.

2.10         Que es un enlace simple saturado, un enlace doble no saturado y un enlace triple no saturado?

2.11         Dibuje una cadena lineal de 10 átomos de carbono, una cadena ramificada de 12 átomos de carbono y una cadena cíclica de 3 y 4 átomos de carbono respectivamente.