COMPETENCIAS Uso del conocimiento científico Emplea el conocimiento adquirida para dar respuesta a diferentes planteamientos Reconoce la nomenclatura empleada para nombrar los hidrocarburos saturados Identifica algunos usos y aplicaciones de los hidrocarburos saturados

Explicación de fenómenos Desarrolla la capacidad para construir explicaciones y comprender argumentos. Explica y aplica las reglas a tener en cuentas para dar nombre y realizar fórmulas de hidrocarburos / alcanos

Indagación Desarrolla la capacidad de plantear preguntas y procedimientos adecuados.

INDICADORES DE DESEMPEÑO

SER: Muestra interés en el desarrollo de las actividades Fomenta un espíritu de toleración y cooperación mediante el trabajo en equipo. Trabaja con interés y responsabilidad. Realiza las actividades propuestas en el tema y socializa los resultados obtenidos en clase Pone en práctica el pacto de aula pactado. Es receptiva y está dispuesta a adquirir nuevos conocimientos Adopta una actitud de seriedad en sus intervenciones en clase Actitud de escucha, respeto y tolerancia ante los diferentes puntos de vista.

SABER Reconoce la nomenclatura que se utiliza para nombrar los compuestos Reconoce las diferentes formas de nombrar los diferentes compuestos orgánicos Identifica algunas aplicaciones de los hidrocarburos saturados

SABER HACER: Utiliza las normas generales de nomenclatura para determinar los hidrocarburos saturados. Nombra compuestos orgánicos (alcanos) según las normas de la IUPAC a partir de su fórmula y

viceversa Diferencia en una cadena los diferentes radicales Prepara alcanos mediante ejercicios planteados. Formula explicaciones con base en el conocimiento cotidiano y los modelos científicos con el fin

de responder preguntas.

INSTITUCIÓN

EDUCATIVA

FEMENINA DE

ENSEÑANZA MEDIA

QUIBDÓ

Área: Ciencias Naturales

Asignatura: Química

Tema: Hidrocarburos saturados

Guía # 05

Docente responsable: Yonny Ríos

INSTRUCCIONES Leer y analizar de guía Socializar el contenido de la guía Fortalece tus conocimientos apoyándote en los videos indicados Dar respuesta a los interrogantes propuestos Consultar al docente dudas o dificultades Hacer entrega en los términos y tiempos acordados.

Reflexión

Observa y analiza el siguiente video

https://youtu.be/5kUlNRTJi58

CONCEPTOS: Temas y subtemas

HIDROCARBUROS

Los hidrocarburos son compuestos formados exclusivamente por átomos de carbono e hidrogeno. Los hidrocarburos pueden clasificarse en función del tipo de enlace: alcanos, alquenos, alquinos.

Pueden ser:

a) aciclicos: Son hidrocarburos de cadenas carbonadas abiertas. Existen dos tipos de cadenas abiertas:

-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.

b) cíclicos: 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.

HIDROCARBUROS SATURADOS O ALCANOS

Los alcanos son hidrocarburos saturados, lo cual significa que los carbonos están unidos entre sí por enlace covalente sencillos, formando cuatro enlaces simples en disposición tetraédrica. Debido a la gran estabilidad de estos enlaces los alcanos son poco reactivos, por lo cual se les denomina también parafinas. En la naturaleza se encuentran formando parte del gas natural y de los petróleos. Cumplen la fórmula general CnH2n+2 donde n es el número de carbonos de la molécula. Los carbonos de un alcano pueden disponerse en forma de cadenas abiertas o formar anillos llamados ciclo alcanos. las dos disposiciones pueden presentar ramificaciones formadas por cadenas de otros hidrocarburos unidas a ellas. aquellas que no presentan ramificaciones se llaman de cadena lineal

Nomenclatura de los alcanos

Para nombrar los hidrocarburos saturados se siguen las reglas establecidas por la UIPAC, para nombrar el número de átomos de carbono que forman las moléculas se utilizan prefijos numéricos Para nombrar los alcanos se utilizan las siguientes reglas:

a. Se escribe una raíz o prefijo que indica el número de carbonos que constituyen la molécula. La raíz constituye un prefijo numérico de origen griego: penta = 5, hexa= 6, hepta

b. Se escribe la terminación ano

N de carbono

Prefijo Formula molecular

Formula estructural

Nombre

1 Met - CH4 CH4 Metano

2 Et- C2H6 CH3–CH3 Etano

3 Prop- C3H8 CH3–CH2–CH3 Propano

4 But- C4H10 CH3–CH2–CH2–CH3 Butano

5 Pent- C5H12 CH3–CH2–CH2- CH2-CH3 Pentano

6 Hex - C6H14 CH3–CH2–CH2- CH2-CH2-CH3 Hexano

7 Hept- C7H16 CH3–CH2–CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 Heptano

8 Oct - C8H18 CH3–CH2–CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 Octano

9 Non- C9H20 CH3 – (CH2)7 – CH3 Nonano

10 Dec- C10H22 CH3 – (CH2)8 – CH3 Decano

11 Undec- C11H24 CH3 – (CH2)9 – CH3 Undecano

12 Dodec- C12H26 CH3 – (CH2)10 – CH3 Dodecano

20 Eicos- C20H42 CH3 – (CH2)18 – CH3 Eicosano

30 Triacont- C30H62 CH3 – (CH2)28 – CH3 Triacontano

40 Tetracont- C40H82 CH3 – (CH2)38 – CH3 Tetracontano

50 Pentacont- C50H102 CH3 – (CH2)48 – CH3 Pentacontano

Grupo alquilo Los grupos alquilos son radicales o sustituyentes que están unidos a la cadena principal y se representan con la letra – R. Son estructuras parciales que poseen un electrón desapareado ya que se les ha quitado un

átomo de hidrogeno a un alcano. Por ejemplo, si al alcano metano CH4 se le extrae un hidrogeno H, la

estructura parcial que queda es CH3 que corresponde a un grupo alquilo.

Para nombrar los grupos alquilos se sustituye la terminación ano por ilo o il. De esta manera, el grupo alquilo CH3 se llama metil o metilo. existen grupos alquilos lineales y ramificados.

Reglas de la nomenclatura IUPAC para nombrar los alcanos El sistema IUPAC establece una serie de reglas encaminadas a facilitar la nomenclatura de los hidrocarburos saturados o alcanos, que es aplicable a cualquier otra función orgánica. Las reglas IUPAC son:

1. Se identifica la cadena continua más larga de átomos de carbono presente en la molécula y se emplea el nombre de esa cadena como parte principal. Si existen dos cadenas diferentes de igual tamaño, se escoge como principal la que tenga mayor número de ramificaciones

CH3 –CH – CH2 – CH2 – CH – CH2 –CH3 │ │ CH2 – CH3 CH3 Heptano

CH3- CH – CH2 – CH – CH2 – CH2 –CH – CH3 │ │ │ CH3 CH2 – CH3 CH2- CH2 – CH3 Decano

CH3 │

CH3 – CH2 – C –CH2 –CH3 │ CH2 – CH2 –CH2 – CH3 Heptano

2. Se enumeran los átomos de la cadena principal comenzando por el extremo más cercano al primer punto de ramificación. 1 2 3 4 5 6 7

CH3 –CH – CH2 – CH2 – CH – CH2 –CH3 │ │ CH2 – CH3 CH3 Heptano 1 2 3 4 5 6 7

CH3- CH – CH2 – CH – CH2 – CH2 –CH – CH3 │ │ │ CH3 CH2 – CH3 CH2- CH2 – CH3 Decano 8 9 10

CH3 7 6 │5

CH3 – CH2 – C –CH2 –CH3 │ 4 3 2 1 CH2 – CH2 –CH2 – CH3 Heptano │ CH3

3. Se identifica y se enumera cada sustituyente o ramificación de acuerdo con su punto de unión en la cadena principal.

1 2 3 4 5 6 7

CH3 –CH – CH2 – CH2 – CH – CH2 –CH3 │ │ CH2 – CH3 CH3 2 Radical etil – 5 Radical metil 1 2 3 4 5 6 7

CH3- CH – CH2 – CH – CH2 – CH2 –CH – CH3 │ │ │ 2 y 7 Radical metil – 4 R. etil CH3 CH2 –CH3 CH2- CH2 – CH3 8 9 10

CH3 7 6 │5

CH3 – CH2 – C –CH2 –CH2 – CH3 │ 4 3 2 1 CH2 – CH2 –CH – CH3 │ 2 y 5 Radical metil – 5 radical propil CH3

4. Si hay dos sustituyentes en el mismo carbono, se asigna a ambos el mismo número. Se indica el

número de veces que se repite dicho sustituyente con un prefijo (di, tri, tetra, etc) y su ubicación mediante el número correspondiente.

5. Los números que indican la posición de los sustituyentes se colocan delante de los nombres de dichos sustituyentes, separados por un guion. En el caso de encontrarse dos o más sustituyentes iguales, los números que indican su posición va separados por comas; luego se coloca un guion.

1 2 3 4 5 6 7

CH3 –CH – CH2 – CH2 – CH – CH2 –CH3 │ │ CH2 – CH3 CH3 2-etil – 5-metil 1 2 3 4 5 6 7

CH3- CH – CH2 – CH – CH2 – CH2 –CH – CH3 │ │ │ 2,7 - dimetil – 4 etil CH3 CH2 –CH3 CH2- CH2 – CH3 8 9 10

CH3 7 6 │5

CH3 – CH2 – C –CH2 –CH2 – CH3 │ 4 3 2 1 CH2 – CH2 –CH – CH3 │ 2,5 - dimetil – 5 propil CH3

6. Para nombrar los sustituyentes puede usarse el orden alfabético

1 2 3 4 5 6 7 CH3 –CH – CH2 – CH2 – CH – CH2 –CH3 │ │ CH2 – CH3 CH3 2-etil – 5-metil Heptano 1 2 3 4 5 6 7

CH3- CH – CH2 – CH – CH2 – CH2 –CH – CH3 │ │ │ 4 etil - 2,7 - dimetil decano CH3 CH2 –CH3 CH2- CH2 – CH3 8 9 10

CH3 7 6 │5

CH3 – CH2 – C –CH2 –CH2 – CH3 │ 4 3 2 1 CH2 – CH2 –CH – CH3 │ 2,5 - dimetil – 5 propil Heptano CH3

Fortace tus conocimientos observando el siguiente video

Observa el siguiente video https://youtu.be/7M8XRzcnfjQ

Ejemplo(s) – ejercicios resueltos

4-etil-2-metil heptano 3-etil-4-metil hexano

5- propil -3 metil octano

5 butil – 4,7 di etil decano

ACTIVIDAD – EJERCICIOS POR RESOLVER

Desarrollo de competencias

Practiquemos la nomenclatura de los alcanos

1. Los alcanos de cadena recta constituyen la base de la nomenclatura IUPAC, de la mayoría de los compuestos orgánicos.

Escribe el nombre de cada uno de los siguientes compuestos a. CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 b. CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 c. CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 d. CH3-CH2-CH3 e. CH4

2. La fórmula de los alcanos corresponde a CnH2n+2

a. ¿Cuál es la fórmula molecular de los alcanos que contienen: 14, 29, 37, 122, 350 átomos de carbono?

b. Escribe la formula estructural de cada uno de los siguientes compuestos: Etano Dodecano Pentano Pentadecano Nonano Metano

3. Sigue las reglas de nomenclatura para nombrar los alcanos de cadena ramificada y escribe el nombre IUPAC para los siguientes compuestos

Uso y aplicaciones de los alcanos

1. Combustible: El principal uso de los alcanos es el de combustible. Su reacción de oxidación libera energía que puede ser aprovechada para generar electricidad, mover vehículos o inclusive cocinar. Los alcanos de cadena corta, tales como el metano, el etano, el propano y el butano se encuentran en estado gaseoso y los podemos extraer de yacimientos de gas natural. El metano es usado como combustible para vehículos mientras que el propano y el butano se usan como gas de cocina. Alcanos de cadena más larga se encuentran en estado líquido y pueden encontrarse en la gasolina o el diésel. Cuando se habla de alto octanaje, se hace referencia a la concentración de octano en el combustible.

2. Lubricantes Los alcanos con 17 o más moléculas de carbono son usados como lubricantes y anticorrosivos, Desde la época romana, muchos líquidos, incluyendo el agua, se han utilizado como lubricantes para minimizar la fricción, el calor y el desgaste entre las partes mecánicas en contacto entre sí. Hoy en día, el aceite lubricante es el producto más utilizado debido a su amplia gama de aplicaciones posibles.

3. Ceras y parafinas Los alcanos también se conocen como parafinas, lo que hace que este término sea muy confuso porque la parafina también se refiere a un tipo de cera. La cera de parafina se caracteriza por un bajo punto de fusión, estructura flexible y fácil combustión. Se utiliza generalmente en velas y en crayones.

4. Asfaltado El asfalto está presente en el petróleo crudo y consiste en una mezcla de hidrocarburos en especial alcanos de cadena de 35 carbonos o más. El asfalto tiene una consistencia viscosa y semisólida. Su principal uso es la construcción de caminos debido que al agregar arena o grava al asfalto se produce una mezcla sólida ideal para este tipo de uso. Cuando su densidad es menor, también se le conoce como brea y puede ser usada como impermeabilizante.

4. Escribe la formula estructural de cada uno de los siguientes compuestos

a. 3,3 – dimetilhexano b. 2-etilpentano c. 3,4,5,7-tetraetildecano d. 4- isopropiloctano e. Metilpropano f. 2,3,7-trimetil – 5 –etil -4- isoproildecano g. 4,8-dimetil -5,7-dietil -6propilundecano h. 3- isobutilheptano i. 3,3,4,4-tetrametiloctano j. 2,2-dimetil – 7 etil – 6-isobutildecano

Entre otras….