La química orgánica estudia los compuestos que contienen carbono y están relacionados con organismos biológicos. La química inorgánica estudia otros compuestos y elementos. La química orgánica se centra en cómo el carbono se une a hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre en moléculas como los hidrocarburos, ácidos orgánicos y proteínas. El carbono puede unirse de muchas formas diferentes y forma la base de miles de compuestos orgánicos.

1. QUÍMICA 2
UNIDAD 1
INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA ORGÁNICA
Ing. Quim. Marcelo Benavides, MSc

2. INTRODUCCIÓN
La química en general, la dividimos en dos grandes ramas de estudio la
química inorgánica y la química orgánica. Cada una de estas divisiones
estudia sustancias y fenómenos en concreto que tiene características bien
definidas.
La química inorgánica estudia los elementos químicos, sus características,
sus formas de combinación, sus interacciones y reacciones; así como las
sustancias básicas y el comportamiento y estructura de los átomos.
Por su parte, la química orgánica estudia todos los compuestos
relacionados con los organismos biológicos, en los cuales predomina como
principal elemento estructural el carbono, por lo que también se le llama
química del carbono. Sin embargo, esto no significa que el carbono no se
ha estudiado por la química inorgánica, sino que el tipo de sustancias que
contienen carbono pertenecen a campos distintos según formen parte de
las moléculas biológicas o no.

3. INTRODUCCIÓN
En este sentido, tenemos sustancias como el monóxido y el
dióxido de carbono (CO y CO2), las cuales, por sus características
y origen, son materia de la química inorgánica, ya que provienen
de los procesos de oxidación. Lo mismo sucede con sustancias
como el ácido carbónico (CO3H2) o el carbonato de calcio
(CaCO3). En todos estos casos, las moléculas que contienen el
carbono actúan como moléculas independientes que se
acumula en depósitos minerales o pueden estar disueltas en
agua.

4. INTRODUCCIÓN
En cambio, cuando hablamos de carbono desde el punto de vista
de la química orgánica, su estudio se basa principalmente en su
relación con el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno y el azufre,
como principales elementos de las moléculas biológicas que
tienen como base o esqueleto molecular las moléculas de
carbono. Además, la química orgánica también estudia diversas
sustancias que tienen al carbono como elemento principal, que
forma cadenas a las cuales se unen otros elementos. Algunas de
estas sustancias son los hidrocarburos, los ácidos orgánicos, los
alcoholes y las proteínas.

5. DIFERENCIAS ENTRE QUÍMICA INORGÁNICA Y
ORGÁNICA
La química inorgánica:
Estudia los elementos en general y su estructura.
Estudia la reacción e interacción entre elementos y compuestos.
Se utiliza principalmente para procesos industriales y de manufactura.
Se forman moléculas que pueden ser pesadas, pero se comportan individualmente
La química orgánica:
Estudia el carbono y su relación con el hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre,
principalmente
Estudia el comportamiento e interacción entre las diversas sustancias orgánicas.
Se utiliza para la producción de alimentos, medicamentos y combustibles
Pueden combinarse unas moléculas con otras, dando como resultado nuevas moléculas
con cadenas más largas

6. DIFERENCIAS ENTRE COMPUESTOS
ORGÁNICOS E INORGÁNICOS
Compuestos orgánicos
• Están formados principalmente por carbono (C), hidrogeno (H), oxigeno (O), nitrógeno
(N), fosforo (P), azufre (S), flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br), yodo (I), entre otros elementos.
• Siempre contienen elementos que contienen al carbono, que a su vez, pueden unirse
entre si.
• Sus reacciones son lentas y complejas.
• Son inestables al calor.
• Son insolubles en agua.
• Son solubles en contacto con solventes no polares.
• Los compuestos generalmente tienen pesos moleculares altos.
• No conducen corriente eléctrica debido a que no se ionizan.
• Sus puntos de ebullición y de fusión son bajos
• Generalmente contienen enlaces covalentes.

7. DIFERENCIAS ENTRE COMPUESTOS
ORGÁNICOS E INORGÁNICOS
Compuestos inorgánicos
• Son todas las combinaciones de los átomos de la tabla
periódica.
• Sus reacciones son sencillas y lentas.
• Son solubles en agua.
• Son insolubles en solventes no polares.
• Sus pesos moleculares son bajos.
• Conducen corriente eléctrica en estado acuoso.
• Sus puntos de ebullición y de fusión son altos.
• Generalmente contienen enlaces iónicos o metálicos.

8. El CARBONO
Propiedades físicas
Una de sus principales características es que
puede enlazarse con otros átomos de carbono y
otros elementos o sustancias para formar miles
de compuestos.
Existen cinco formas diferentes en las que se
puede encontrar el carbono en la naturaleza:

9. El CARBONO
1. Diamante
El diamante es un sólido transparente y muy duro que
se forma en el interior de la Tierra, bajo presiones y
temperaturas muy elevadas.
Los átomos de carbono se unen mediante enlaces
fuertes covalentes constituyendo una estructura
cristalina perfecta.

10. El CARBONO
2. Grafito
El grafito es un sólido de color negro, tacto suave y
conductor de electricidad. Su estructura cristalina está
formada por láminas cuyos átomos se unen por fuertes
enlaces covalentes. Las láminas, paralelas entre si, se
unen mediante fuerzas débiles, por lo que el grafito es
fácilmente exfoliable.

11. El CARBONO
3. Carbono amorfo o carbón
Como su nombre lo dice, es el carbono que no tiene una
estructura definida. Puede fabricarse carbono amorfo e incluso
puede contener cristales microscópicos de grafito y a veces
hasta de diamante.
Algunos ejemplos de carbono artificial son:
• Carbono de coke
• Carbón vegetal
• Carbón de humo
• Carbón de retorta

12. El CARBONO
4. Fullereno
Los fullerenos son moléculas esféricas. La mas común es la de carbono
60, las demás son carbono 70, 76, 84, entre otras. Estos sehan encontrado
en formaciones geológicas en la tierra, de hecho lo descubrieron cuando
un meteorito cayo en Mexico.
El fullereno C60 es una molécula que consta de 60 carbonos distribuidos
en forma de 12 pentágonos, 20 hexágonos. Lo común es compararlo con
un balón de futbol por su estructura.
Su principal característica es su simetría definida.

13. El CARBONO
5. Nanotubos
Los fullerenos tienden a formar nanotubos que son de gran
utilidad en la industria. Los nanotubos son buenos conductores
eléctricos y térmicos, se consideran la fibra mas fuerte que
puede existir.

14. TIPOS DE CARBONO
Carbono primario
Es aquel átomo de carbono que esta unido a un solo carbono. El
resto de enlaces están unidos a otros átomos que pueden ser o
no de hidrógenos.

15. TIPOS DE CARBONO
Carbono secundario
Es aquel átomo de carbono que esta unido a dos átomos de
carbono. El resto de enlaces están unidos a otros átomos que
pueden ser o no de hidrógenos.

16. TIPOS DE CARBONO
Carbono terciario
Es aquel átomo de carbono que esta unido a tres átomos de
carbono. El resto de enlaces están unidos a otros átomos
distintos de carbono, que pueden ser o no de hidrogenos.

17. TIPOS DE CARBONO
Carbono cuaternario
Es aquel átomo de carbono que esta unido a cuatro átomos de
carbono. El resto de enlaces están unidos a otros átomos
distintos del carbono, que pueden ser o no de hidrógenos.

18. PROPIEDADES ELECTRÓNICAS DE CARBONO
Principalmente los compuestos
orgánicos tienen enlaces covalentes, los
cuales se producen por compartición de
pares de electrones.

19. PROPIEDADES ELECTRÓNICAS DE CARBONO

20. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS COMPUESTOS DE
CARBONO
Se caracterizan por ser muy numerosos. Tanto es así, que su numero total es
mucho mayor que el de los compuestos formados por el resto de los elementos
juntos.
Sin embargo, pese a su gran diversidad, presentan unas propiedades comunes:
• Son poco solubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos, como
benceno, ciclohexano, acetona y otros. Esto es debido a que la mayoría de los
compuestos orgánicos están formados por moléculas apolares.
• No conducen la corriente eléctrica ni en disolución ni fundidos porque no poseen
iones ni moléculas polarizadas.
• Poseen poca estabilidad térmica; es decir, se descomponen o se inflaman
fácilmente
al ser calentados.
• Reaccionan lentamente debido a la gran estabilidad de sus enlaces covalentes.

21. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS COMPUESTOS DE
CARBONO
• Los puntos de fusión y de ebullición suelen ser bajos, debido a la existencia de
fuerzas intermoleculares débiles. Estas fuerzas y, por tanto, los puntos de fusión
y de ebullición aumentan conforme se incrementan el tamaño de la cadena
carbonada.
La presencia de enlaces de hidrogeno en algunos compuestos aumenta su
solubilidad en agua.
• La energía de activación de las reacciones en las que intervienen, suele ser
muy elevada lo que motiva a que la velocidad de reacción sea generalmente
pequeña. Por ello es frecuente recurrir al uso de catalizadores en las reacciones
orgánicas, ya que generalmente los compuestos del carbono no soportan una
gran elevación de la temperatura, que puede provocar su descomposición o
inflamación.