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  1. QUÍMICA ORGÁNICA O QUÍMICA DEL CARBONO I. DEFINICIÓN: Es una rama de la química que se encarga del estudio del carbono y de sus compuestos (naturales y artificiales). Así como también de sus estructuras internas, características, propiedades y las transformaciones que experimentan. II. ANTECEDENTES: En 1807 el químico Jöns J. Berzelius (1807), propuso denominar «Orgánico» a las sustancias que se obtenían de fuentes vivientes, como los animales y plantas, ya que creía que la naturaleza poseía cierta fuerza vital y que solo ella podía producir compuestos orgánicos. En 1828 el químico alemán F. Wöhler, discípulo de Berzelius, sintetizó por primera vez un compuesto orgánico (úrea), a partir de un compuesto inorgánico (cianato de amonio), con lo cual la doctrina idealista sobre «La fuerza vitalista», sufrió plena derrota por lo que paulatinamente perdió vigencia y dio paso a la era de la Química Orgánica moderna. III. CARACTERISTICAS DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS: ✓ Todos los compuestos orgánicos tienen carbono, excepto: CO, CO2, carbonatos, carburos y cianuros. ✓ Los compuestos orgánicos son covalentes. ✓ La mayoría de los compuestos orgánicos no se disuelven en el agua; pero son muy solubles en disolventes apolares como el benceno, ciclohexano, tetracloruro de carbono, etc. ✓ Se descomponen con facilidad al ser calentados (<300º C). En algunos casos se carbonizan (termolábiles). ✓ Generalmente son inflamables. ✓ En comparación con los compuestos inorgánicos, los orgánicos reaccionan más lentamente. ✓ No conducen la electricidad. ✓ Es frecuente que compuestos diferentes presenten la misma fórmula global con diferentes propiedades físicas, e incluso químicas. A estos se les denomina Isómeros. IV. PROPIEDADES QUÍMICAS DEL CARBONO: ✓ Covalencia: El átomo de carbono se enlaza con los elementos organógenos (C, H, O, N) por compartición de electrones, formándose entonces enlaces covalentes. Ejemplo: metanol ✓ TETRAVALENCIA: El átomo de carbono, por tener 4 electrones de valencia, puede enlazarse formando enlaces simples, dobles y triples, y así completando su octeto electrónico. ✓ AUTOSATURACIÓN: Es la capacidad que posee el átomo de carbono de enlazarse consigo mismo formándose cadenas carbonadas cortas, medianas y largas como es el caso de los polímeros. Esta propiedad explica del porqué los compuestos orgánicos son los más abundantes, respecto a los inorgánicos. ✓ HIBRIDACIÓN Es aquel fenómeno químico mediante el cual dos o más orbitales atómicos puros (2s, 2px, 2py, 2pz). Se combinan para generar orbitales híbridos de la misma forma y energía relativa. Sirve para poder explicar la tetravalencia del átomo de carbono en los compuestos orgánicos. V. TIPOS DE CARBONO: TIPO FORMULA Carbón primario: Es el que está unido a otro carbono mediante un par de electrones. Carbón secundario: Es el que está unido a dos carbonos mediante dos pares de electrones. Carbón terciario: Es el que está unido a tres carbonos mediante tres pares de electrones. Carbón cuaternario: Es el que el que comparte cuatro pares de electrones con cuatro carbonos. VI. TIPOS DE FÓRMULA: ✓ Fórmula desarrollada: Es aquella en la que se indican todos los enlaces que hay en una Molécula. Ejemplo:
  2. CH3 CH CH2 CH CH3 CH CH2 CH3 CH3 CH3 ✓ Fórmula semidesarrollada: Es aquella en la que se indican los enlaces Carbono-Carbono. Ejemplo: CH3 −CH2 −CH2 −CHO CH2 = CH−C ≡ CH ✓ Fórmula global: También llamada Molecular, representa el número total de átomos. Ejemplo: C4H8O; C4H4. ✓ Fórmula de líneas: También llamada lineal, zigzag o Topológica. En esta fórmula, los enlaces están representados por líneas y los átomos de carbono vienen dados por los vértices o puntos de encuentro de dos líneas. ACTIVIDAD: I. Cuántoscarbonosprimarios,secundarios,terciariosycuaternarios existen en las estructuras que se indican: 1. 2. 3. 4. CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 5. ¿Cuántos carbonos primarios, secundarios y terciarios existen en la siguiente estructura? a) 6, 1, 0 b) 5, 2, 2 c) 6, 1, 2 d) 2, 2, 2 e) 5, 1, 0 6. En la fórmula siguiente determinar los tipos de carbono: a) P = 3 ;S = 2 ; T = 1 ; C = 1 b) P = 4 ;S = 2 ; T = 2 ; C = 1 c) P = 4 ;S = 1 ; T = 2 ; C = 1 d) P = 3 ;S = 2 ; T = 2 ; C = 1 e) N.A. 7. Determine el número de carbonos primarios, secundarios y terciarios del siguiente compuesto: A) P = 5, S = 2; T = 3 B) P = 1; S = 4; T = 2 C) P = 4; S = 1; T = 2 D) P = 3; S = 2; T = 0 E) P = 2; S = 2; T = 3 8. ¿Cuántos carbonos no cumplen la tetravalencia en : CH3 ⎯ CH2 ⎯ CH2 ⎯ CH  C ⎯ CH2 = C ⎯ CH3 a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 II. CREA CADENAS CARBONADAS SEGÚN LOS ENUNCIADOS. a) Acidicas lineales de 9 átomos de carbono con enlace simple b) Acidicas lineales con 12 átomos de carbono con enlace doble c) Acidica ramificada con 10 carbonos con enlace simple d) Acidica ramificada con 15 átomos de carbono y enlace simple e) Cíclica con 5 átomos de carbono y un enlace doble y un triple
  3. FUNCIÓN HIDROCARBUROS I.- DEFINICIÓN: Los hidrocarburos son compuestos orgánicos binarios constituidos únicamente por carbono e hidrógeno. Estos son los compuestos orgánicos más sencillos y están formados por cadenas de átomos de carbono unidos entre sí por enlaces covalentes, saturándose las otras valencias del carbono con átomos de hidrógeno. II.- HIDROCARBUROS SATURADOS O ALCANOS Son aquellos cuyos átomos de carbono se hallan ligados por enlaces simples. Abundan en la naturaleza, en las minas de hulla, en los yacimientos de petróleo. Con los halógenos (F, Cl, Br, I) dan derivados de sustitución; se les llama también metánicos, por ser el metano el primer compuesto de la serie. Su fórmula General es: Donde: n = número de carbonos NOMENCLATURA Prefijo N° C Prefijo N° C Prefijo N° C Met Et Prop But Pent Hex Hep Oct Non 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Dec Undec Dodec Tridec Tetradec Pentadec Hexadec Heptadec 10 11 12 13 14 15 16 17 Octadec Nonadec Icos Heneicos Docos Triacont Hentriac ont Tetracont Hect. 18 19 20 21 22 30 31 40 100 III.- RADICALES ALQUILO: Es un alcano que ha perdido un hidrógeno, obteniéndose un radical monovalente llamado radical “alquilo”. Para nombrar a los radicales alquilo, se cambia la terminación ano del alcano correspondiente por “ilo” o “il”. Ejemplos: metil – CH3, etil-C2H5, propil – C3H7 etc. IV.- ALCANOS RAMIFICADOS: Son cadenas que presentan ramificaciones que salen de la cadena principal. Nomenclatura. Para nombrar la gran cantidad de compuestos orgánicos, la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) ha dado ciertas reglas que se aplican universalmente: a) Se escoge la cadena más larga que se puede formar, a ésta se le llama cadena principal por el mayor número de carbonos que posee; se le enumera comenzando por el extremo más cercano al radical. b) Después de enumerar los carbonos, se nombra los radicales, indicando con números en qué carbono se encuentra. c) Si los radicales son iguales, se utiliza los prefijos: di, tri, tetra, etc., si son diferentes, los prefijos se emplean en orden alfabético o de tamaño (met, et; etc). V.- HIDROCARBUROS INSATURADOS: 5.1. ALQUENOS: Son hidrocarburos cuyas moléculas contienen uno o más enlaces dobles, también se les llama olefínicos. Fórmula general: CnH2n donde n = número de carbonos. Nomenclatura Según la IUPAC, se nombran siguiendo las mismas reglas empleadas en la nomenclatura de los alcanos agregando las siguientes pautas. En los hidrocarburos que tengan cadena lineal, la numeración de los carbonos se empieza por el lado que esté más cercano al enlace doble. Ejemplo: CH3 – CH = CH – CH3 1 2 3 4 El hidrocarburo se nombra haciéndolo terminar en “eno” y se menciona el número donde está el enlace doble (=). Ejemplo: 3 2 1 CH3 – CH = CH2 1-propen Propiedades: 1. Los alquenos son apolares. 2. Son ligeramente solubles en agua, debido a los elecciones pi, algo expuestos. 3. Los estados en que se encuentran son: C2 a C4 son gases, del C5 a C15 son líquidos y de C16 en adelante son sólidos 4. A mayor masa molecular, es mayor las fuerzas de Van der Waals, y es mayor el punto de ebullición. 5. Son más reactivos que los alcanos, debido a la presencia del enlace doble. 5.2. ALQUINOS: Son hidrocarburos que tienen enlace triple entre los carbonos de la cadena. Se le conoce también con el nombre de acetilénicos. Formula general: CnH2n–2 donde n = número de carbonos Nomenclatura: Se nombran de la misma forma que los alquenos con la única diferencia del cambio de la terminación “eno” por “ino”. Ejemplos: Etino H–C C–H F. desarrollada CH CH F. Semidesarrollada C2H2 F. global SABÍAS QUE. . . A los hidrocarburos saturados se les conoce como alcanos o parafínicos. CnH2n+2
  4. Si el alquino posee ramificaciones, se toma como cadena principal la más larga de las que contengan el triple enlace, el cual tiene preferencia sobre las cadenas laterales a la hora de numerar. Cuando hay varios enlaces triples, se especifica el número de ellos con los prefijos di – tri – tetra , etc Propiedades: 1. Los estados en que se encuentran son: C2 a C4 son gases, del C5 a C15 son líquidos y del C16 en adelante son sólidos 2. Son prácticamente insolubles en agua; pero son solubles, en disolventes orgánicos. 3. Las temperaturas de ebullición son mayores que en los alquenos correspondientes. 4. Son más reactivos que los alcanos, y alquenos por la presencia del enlace triple. ACTIVIDAD: ALCANOS: 1. Relaciona los nombres y estructura topológica de los siguientes compuestos: I. IV. II. V. III. A) Butano B) Propano C) Isobutano D) 3 - Etilpentano E) 2,2 Dimetilpropano a) I-B; II-A; III-E; IV-C; V-D b) I-B; II-A; III-E; IV-C; V-A c) I-D; II-A; III-E; IV-C; V-B d) I-A; II-E; III-C; IV-D; V-B e) I-C; II-B; III-A; IV-D; V-E 2. Dar el nombre del siguiente compuesto: a) 2-metil-4, 4 –dietil – 6 propil - nonano b) 2-metil-4, 4, 8 –trietil – 6 isopropil - nonano c) 2-metil-4, 4 –dietil – 8 etil - nonano d) 2, 6, 6 -trietil-4 –isopropil – 8 metil - nonano e) N.A. 3. La fórmula estructural del 2, 2, 3 – trimetilpentano es: a) CH3 – C(CH3)2 – CH(CH3) – CH2 – CH3 b) CH3 – C(CH3)2 – CH(CH3) – CH2 – CH2 - CH3 c) CH3 – CHCH3 – CHCH3 – CH2 – CHCH3 – CH2CH3 d) CH3 – C(CH3)2 – CH2 – CHCH3 – CH3 e) CH3 – CH(CH3) – CH2 – CH2 - CH2 -CH3 4. Dar el nombre del siguiente compuesto: a) 2, 6 – dimetil – 4 - etilheptano b) 3, 7 – dimetil – 5 - etiloctano c) 4 – etil – 2, 6 - dimetiloctano d) 2, 6 – dimetil – 4 - etilocltano e) N.A. 5. Dar el nombre al compuesto orgánico: a) 2, 2, 6 – trimetil – 4 - etilheptano b) 2, 2, 7 – trimetil – 4 - etiloctano c) 5 – etil – 2, 2, 7 - trimetiloctano d) 2, 2, 6 – trimitil – 4 - etilocteno e) 2, 5, 5 – trimetildecano 6. Uno de los componentes fundamentales de la gasolina de alta calidad esel isooctano; cuál essu nombre IUPAC. a) 1, 2, 2 – trimetil - octano b) 2, 2, 4 – trimetil - octano c) 2, 2, 4 – trimetil - pentano d) 1, 2, 2 - trimetil - heptano e) 2, 2, 4 – trimetil – heptano 7. Indicar el nombre IUPAC de: a) 4 – metil – 2 – etilheptano b) decano c) 3, 5 – dimetil – octano d) 3, 5– metil-octano e) 2 - etil- 4 – metilheptano 8. Dar el nombre IUPAC de: a) 2, 4 – dimetil – 2, 4 - pentano b) 2, 3, 3 – trimetil - hexano c) 3, 3, 5, 5 – tetrametil - heptano d) tetrametil – dietil - propano e) dimetil – tetrametil - propano 9. Los primeros Alcanos (C1 – C2) son........... a) líquidos b) semisólidos c) gases d) sólidos e) no se sabe 10. Dar el nombre correcto del hidrocarburo siguiente: a) 3 – metil – 5 - propilhexano b) 3 – metil – 5 - isopropilhexano c) 3, 5 - dimetilheptano d) 2 – isopropil – 4 - metilhexano CH2 CH CH C2H5 CH2 CH3 CH3 CH3 CH2 CH CH3 CH2 C CH2 CH2 CH3 CH3 CH2 CH3 CH2 CH2 CH CH3 CH3 CH2 C CH CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH2 CH CH CH3 CH2 CH3 C2H5 CH2 CH3 C CH3 CH2 CH2 CH3 CH3 C CH2 CH3 CH3 CH3 CH2 CH3 CH3 CH C C2H5 CH2 CH C2H5 CH CH3 CH3 CH2 CH C2H5 CH3 CH CH2 CH2 CH3 CH3 CH CH3 CH CH3 CH3
  5. e) 2, 3, 5 – trimetilheptano 11. Indicar el nombre IUPAC: a) 1 – nitro – 2 – bromo - hexano b) 4 – nitro – 2 – bromo - hexano c) 4 – nitro – 3 – bromo - hexano d) 3 – nitro – 4 – bromo - heptano e) N.A. 12. Indicar el nombre IUPAC: a) 3, 3-dietilpentino b) 3, 2-dietilpentino c) 3, 3-dietlpenteno d) 3, 3-dietilpentano e) 4, 4-trietilpenteno 13. Nombrar el siguiente compuesto: a) 3 – metil – 4 - octeno b) 5 – metil – 3 - etiloctano c) 5 – etil – 3 - metiloctano d) 5 – etil – 3 - metilheptano e) 3 – etil – 5 - metiloctano 14. Indicar el nombre IUPAC: a) 3, 3 – dietilpentino b) 3, 2 – dietilpentino c) 3, 3 – dietlpenteno d) 3, 3 - dietilpentano e) 4, 4 – trietilpenteno ALQUENOS Y ALQUINOS: 15. Escriba las fórmulas de los siguientes compuestos: a. 2,4-dimetil. 3-etil. 2-penteno b. 3-metil. 4,4-dipropil.- 1-hexeno c. 3-metil. 6-octeno d. 3,3,5 trietil. 2-metil. 4,4-dibutil. 1,6-hexadieno e. 5,6-dimentil. 2,7-dibutil. 4.propil. 3-octeno 16. Dé el nombre de las siguientes fórmulas: 17. ¿Cuál es el nombre de la siguiente cadena? CH3 – CH– C C– (CH2)3 – C C– (CH2)3 –C C – CH2CH3  CH3 a) 16 – metil – 4, 9, 11 - hexadecatrieno b) 16 – metil – 4, 9, 11 - heptadecatrieno c) 2 – metil – 6, 8, 13 - hexadecatrieno d) 15 – metil – 4, 9 - hexadecatrieno e) 16 – metil – 4, 9 - heptadecatrieno 18. Dar el nombre al compuesto orgánico: CH2 = CH – CH2 – CH2 – CH2 – CH = CH2 CH3 a) 3 –metil – 2,5 -heptandieno b) 2 –metil – 1,4 -heptandieno c) 2, 6-heptadieno d) 3 –metil – 1,5 -hepteno e) 2 –metil – 1,6 -heptadieno 19. Dar el nombre al siguiente compuesto orgánico: CH3 – CH2 –C  C – CH3 a) 1 – pentino b) butano c) 2 - pentino d) 3 – butano e) butanodreno – 1, 2 20. Dar el nombre al siguiente compuesto orgánico: CH2 = CH – CH2 – CH – C  CH CH3 a) 1 – eno – 4 – metil – 5 - hexino b) 4 – metil – 1 – hexen – 5 - ino c) 1 – eno – 3 – metil – 5 - hexino d) 3 – metil – 4 – eno – 1 - hexino e) todas las anteriores eran equivocadas 21. Dar el nombre del siguiente compuesto: a) 3 – propil – 3 – etil – 2, 4 - hexadieno b) 3 – butil – 5 – etil – 2, 5 - heptano c) 3 – isopropil – 5 – etil – 2, 4 - hexano d) 5 – etil – 3 – isopropil – 1, 5 - heptadieno e) 5 – isopropil – 2, 5 – heptadieno 22. Dar nombre al siguiente compuesto orgánico: a) 1 – etil – 1 - buteno b) 3 – etil – 1 - hexeno c) 1 – eno, hepteno d) 3 – etil – 6 - hexeno e) 2 – etil – 1 - penteno 23. Dar el nombre al compuesto orgánico: a) 3–hexil–3,6–dimetil–6–butil–6 nonen–1-ino b) 1–etil–4, 4, 5, 5, 6–pentametilnonano c) 5–etil–2, 3, 3, 3, 5–pentametilnonano d) 7–hexil–3,7–dimetil–4–pentil–3 -nonen–8-ino e) N.A. NO2 Br C CH CH2 CH3 CH CH3 C2H5 CH3 CH2 CH CH C (CH2)5 CH2 CH2 CH3 CH3 C C CH C CH2 CH3 CH3 (CH2)4 CH3 CH CH CH2 CH2 CH2 CH3 CH2 CH3
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