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La Química Orgánica

 Es la parte de la química que estudia los Compuestos de Carbono, es la ciencia que se ocupa del estudio de las transformaciones que sufren los compuestos que poseen átomos de carbono. Más del 95% de las sustancias químicas conocidas son compuestos del carbono y más de la mitad de los químicos actuales en el mundo se denominan a sí mismos químicos orgánicos.

Todos los compuestos responsables de la vida (ácidos nucleicos, proteínas, enzimas, hormonas, azúcares, lípidos, vitaminas, etc.) son sustancias orgánicas. La industria química (fármacos, polímeros, pesticidas, herbicidas, etc.) juega un papel muy importante en la economía mundial e incide en muchos aspectos de nuestra vida diaria con sus productos.

Diferencias 

Átomo de Carbono

Es el elemento responsable de la gran complejidad de la materia orgánica y de que la misma sea adecuada para conformar la estructura de organismos vivientes.

La química del carbono estudia todas aquellas sustancias en cuyas moléculas toma parte el carbono. Los átomos de carbono tienen mucha facilidad para unirse entre sí y formar cadenas muy variadas. Todos sus átomos forman siempre cuatro enlaces covalentes.

                                         

La tetravalencia del carbono se debe a que posee 4 electrones en su última capa, de modo que formando 4 enlaces covalentes con otros átomos consigue completar su octeto.

La química orgánica existe gracias a las características de la naturaleza química del carbono:            Forma cuatro enlaces covalentes o Al ser el átomo más pequeño de su grupo forma los enlaces covalentes “más fuertes”.  Muchas estructuras posibles, tres geometrías diferentes o Puede formar largas cadenas y redes tridimensionales o Electronegatividad.

Existen tres alótropos principales del carbono elemental de los cuales, dos son naturales (diamante y grafito) y uno sintético (fullereno )

·         -Diamante Cada átomo de carbono se une a otros cuatro (geometría tetraédrica) formando una red tridimensional cuya estructura rígida es virtualmente irrompible.

             -Grafito: Cada átomo de carbono se une a otros 3, formando capas planas.  
 Cada capa es poco rígida deslizándose una sobre otra fácilmente.

¿Que es un orbital de Hibridación? 
Hibridación a la interacción de orbitales atómicos dentro de un átomo para formar nuevos orbitales híbridos. Los orbitales atómicos híbridos son los que se superponen en la formación de los enlaces, dentro de la teoría del enlace de valencia, y justifican la geometría molecular.

ENLACE C-C, HIBRIDACIÓN DE ORBITALES

Las formas de las moléculas enlazadas por orbitales híbridos está determinada por los por los ángulos entre estos orbitales.

El Tipo De Hibridación Determina La Geometría Molecular

 Geometría molecular tetraédrica:  carbono se encuentra en el centro de un tetraedro y los enlaces se dirigen hacia los vértices.

·         Geometría triangular plana:  El carbono se encuentra en el centro de un triángulo. Se forma un doble enlace y dos enlaces sencillos.

·         Geometría lineal: Se forman dos enlaces sencillos y uno triple. 

  

Fórmula Empírica, Molecular Y Estructural

·         La fórmula empírica indica los átomos que participan en el compuesto, así como su proporción.  Por ejemplo, la glucosa tiene de fórmula empírica CH₂O, que nos indica la presencia de carbono, oxígeno e hidrógeno en su estructura en proporción 1:2:1.  Sin embargo, la fórmula real de la molécula de glucosa es C₆H₁₂O_6.

·         Fórmula molecular, es la fórmula real de la molécula, nos indica los tipos de átomos y el número de cada tipo que participan en la formación de la molécula.  Por ejemplo, la fórmula molecular de la glucosa, C₆H₁₂O₆, nos dice que cada molécula se compone de 6 átomo de C, 12 átomos de hidrógeno y 6 átomos de oxígeno.

·         Fórmula estructural, muestra la forma en que se unen los diferentes átomos para dar lugar a la molécula.  Por ejemplo, el ácido acético tiene de fórmula molecular, C₂H₄O₂, que no indica cómo se unen los 8 átomos que componen la molécula.  La fórmula estructural nos muestra que uno de los carbonos se une mediante enlaces simples a tres hidrógenos y al segundo carbono.  Por su parte, el segundo carbono forma un enlace doble con el primer oxígeno y un enlace simple con el segundo que a su vez une a un hidrógeno

 

Por último, debemos considerar que las moléculas poseen una disposición espacial, son estructuras tridimensionales, y debemos utilizar modelos moleculares para representarlas de forma satisfactoria.  Un modelo muy usado es el de bolas y barras que se muestra a continuación.

                         

FÓRMULA ESTRUCTURAL

 Indican la distribución en el espacio de los átomos dentro de la molécula y sobre la ubicación de los enlaces en la misma.

Fórmula Estructural Semi-Desarrollada O Condensada

ETANO: CH3CH3
DECANO: CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3

Fórmula Estructural Abreviada Decano
 CH3(CH2)8CH3

FORMULA DE LÍNEAS:
Se representa al compuesto orgánico como una línea “Zig-Zagueante” en la cuál las aristas simbolizan enlaces y los vértices átomos de carbono. Se omite la representación de hidrógenos que se encuentran enlazados al carbono.

Estructura de Lewis

Estructura de la molécula en la que los electrones de valencia se representan como puntos situados entre los átomos enlazados, de forma que un par de puntos representa un enlace covalente simple (generalmente se representa por una línea). Un enlace doble se representa por dos pares de puntos, etc. Los puntos que representan electrones de no enlace se colocan adyacentes a los átomos a los que están asociados, pero no entre átomos. Se asignan cargas formales (+, -, 2+, etc.) a los átomos para indicar la diferencia entre la carga nuclear positiva (número atómico) y el número total de electrones. 

Reglas para representar las estructuras de Lewis

(A) Determinar el número total de electrones de valencia en la especie mediante la suma del número de electrones de valencia de cada átomo. Si la especie es aniónica añadir la carga total del ión y si es catiónica substraer dicha carga total del ión.

 

(B) Situar los átomos en sus posiciones relativas y dibujar una línea representando un enlace simple de dos electrones entre los átomos que se hallan unidos.

 

(C) Distribuir el resto de electrones por parejas entre los átomos unidos al central hasta un total de 8 electrones (excepto para el hidrógeno). Si sobran electrones se situarán en el átomo central.

 

(D) Si el átomo central se halla rodeado de menos de 8 electrones mover pares de electrones no compartidos de los átomos unidos al central (excepto si estos son ha1ógenos) convirtiéndolos en pares de electrones de enlace (entre dicho átomo y el central) hasta conseguir un máximo de 8 electrones para dicho átomo.

 

(E) Contar el numero de electrones de enlace (compartidos) y de no enlace de cada átomo. Evaluar la carga formal de cada átomo comparando el resultado con el número de electrones de valencia en el átomo neutro. Representar las cargas formales no nulas.

 

(F) Para los átomos centrales a partir del segundo periodo mover pares de electrones de no enlace adicionales a posiciones de enlace hasta que la carga formal del átomo central sea uno o cero.

 

Cargas formales

La carga formal de un átomo en una molécula se calcula restando: número total de electrones de valencia menos número de electrones que no participan del enlace (pares libres) menos la mitad de los electrones compartidos en el enlace covalente.