hidrocarburos -...
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HIDROCARBUROS Compuestos por átomos de sólo dos elementos:
carbono e hidrógeno
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
alcanos
alquenos
alifáticos
cíclicos
(cicloalcanos)
saturados
insaturados
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
alquinos
Alifáticos Aromáticos
Hidrocarburos
Alquenos Alquinos
enlace
carbono- carbono doble
Hidrocarburos
Alcanos
enlaces
carbono- carbono triple
enlace
carbono- carbono simple
Formula mínima
CnH2n+2
Formula mínima
CnH2n
Formula mínima
CnH2n-2
Hidrocarburos no saturados
o insaturados Tema II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica
CnH2n+2 Formula General
• Los alcanos de cadenas no ramificadas se denominan
alcanos normales • Tienen únicamente enlaces sencillos por lo que se denominan
hidrocarburos saturados • Cada uno de los miembros de esta serie difiere del siguiente
por un grupo – CH2 – llamado metileno
• Una serie de compuestos en los cuales se van construyendo
los diferentes miembros en una forma regular y repetitiva se
denomina serie homologa.
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
CH4 metano
CH3CH3 etano
CH3CH2CH3 propano
CH3CH2CH2CH3 butano CH3CH2CH2CH2CH3 pentano Alcano lineal Alcano ramificado
Alc
an
os
FUENTES DE ALCANOS
Las dos fuentes naturales mas importantes son el petróleo y el
gas natural
• Petróleo: liquido formado por una mezcla compleja de compuestos
orgánicos, la mayoría alcanos y cicloalcanos.
• Gas natural: se encuentra a menudo en el mismo deposito que el petróleo,
esta formado principalmente por metano (80%) y etano (5- 10%) con
pequeñas cantidades de algunos alcanos superiores.
• El propano es el principal constituyente del gas de petroleo licuado,
combustible domestico.
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
Alc
an
os
Nombre Formula P. ebullición
(ºC)
pentano 36
2-metilbutano 28
(isopentano)
2,2-dimetilpropano 10
(neopentano)
Propiedades Físicas de los alcanos
- Son insolubles en agua
- Presentan menor punto de ebullición que la mayoría de
los otros compuestos orgánicos de PM similar. (Fuerzas
de atracción muy débiles)
Cuanto mayor es el área de la superficie, mayor es la fuerza de
atracción (el pto de eb. aumenta con el aumento de la cadena y disminuye
con la ramificación por tender a adquirir forma esférica)
CH3CH2CH2CH2CH3
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
Alc
an
os
Estructura y conformaciones de los alcanos
Metano Etano
Tetraédrico
Longitud de
enlace: 1.09 A
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
Alc
an
os
ISOMERIA compuestos con igual fórmula molecular
pero con propiedades físicas y/o químicas diferentes
Geométrica isomeros cis y trans o E y Z
Optica
De cadena: igual grupo
pero distinta
forma de cadena
De función grupos
funcionales distintos
De posición: igual grupo funcional
pero distinta posición
Tema II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica
Constitucional o estructural difieren en la conectividad
Estereoisomeria difieren en la orientación espacial
Conformacional pueden
interconvertir mediante un giro sobre un enlace sencillo
Configuracional no se pueden
interconvertir mediante un
giro
El etano puede tener un numero infinito de formas como consecuencia de la rotación de un átomo de carbono con respecto al otro. Estos ordenamientos reciben el nombre de confórmeros
C CH
HH
HH
H HH
HH
H H“lineas y cuñas” “caballete” Newman
CONFORMACION ESCALONADA
H
H
H
H H
H 60º
Isomeria: Conformaciones
Los enlaces sigma presentan libre rotación
Angulo diedro
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
Alc
an
os
Conformaciones de los alcanos
El etano puede tener un numero infinito de formas como consecuencia de la rotación de un átomo de carbono con respecto al otro. Estos ordenamientos reciben el nombre de confórmeros
“lineas y cuñas” “caballete” Newman
CONFORMACION ECLIPSADA
Estas conformaciones también se conocen como rotámeros
(cada uno se convierte en el otro por rotación)
H
H H
H H H
0º
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
Alc
an
os
Isomeria: Conformaciones
Conformaciones de los alcanos
Estas conformaciones también se conocen como
rotámeros (cada uno se convierte en el otro por
rotación)
H
H
H
H H
H H
H
H H H
H
La forma escalonada es la mas estable (a temperatura ambiente el 99
% de las moléculas tienen este ordenamiento)
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
Alc
an
os
Isomeria: Conformaciones
Son hidrocarburos saturados con al menos un anillo formado
con átomos de carbono
Ciclohexano
CnH2n
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
ciclopropano ciclobutano ciclopentano ciclohexano cicloheptano
Cic
loa
lca
no
s
Estabilidad de los cicloalcanos: tensión del anillo
… los anillos mas comunes y frecuentes tienen 5 ó 6 átomos de C ¿?
Adolf von Baeyer (1905) intento explicarlo:
“los átomos de carbono en los alcanos acíclicos tenían ángulos de enlace
de 109.5 °”
Si un cicloalcano requiere por su
geometría ángulos diferentes al
tetraédrico, el solapamiento de los
orbitales atómicos no es optimo y
entonces existe tensión angular
109.5 °
90°
H H H H
H H H
H
eclipsados La configuración totalmente
eclipsada origina “tensión
torsional”
Ambas originan la tensión
del anillo Cic
loa
lca
no
s
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
Conformaciones de los Cicloalcanos
Cuanto mayor sea la desviación con respecto al ángulo tetraédrico
mas inestable y mas propenso será el anillo a abrirse (MAYOR
TENSION)
ciclopropano: 109.5º – 60º = 49.5º ciclobutano: 109.5º – 90º = 19.5º
Los anillos mas pequeños o mas grandes que el ciclopentano o
el ciclohexano son inestables (los anillos de 3 y 4 miembros
tenderían a abrirse y también seria la causa de las dificultades
para sintetizar los anillos mas grandes
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
Cic
loa
lca
no
s
Conformaciones del ciclohexano Los anillos de seis miembros son muy ESTABLES y son los mas
comunes en la naturaleza!!
Si el ciclohexano fuera plano los ángulos C-C-C serian de 120º
(mucho mayores que los ángulos tetraédricos normales, la tensión de
tales ángulos evita que el ciclohexano sea plano. LA
CONFORMACION MAS FAVORECIDA ES LA CONFORMACION DE
SILLA, un ordenamiento en el que los ángulos C-C-C miden 109.5º y
todos los hidrógenos unidos sobre los carbonos adyacentes están
alternados.
axiales
ecuatoriales
6 hidrógenos axiales (3 por encima y 3 por debajo del plano) 6 hidrógenos ecuatoriales (aproximadamente en el mismo plano)
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
Cic
loa
lca
no
s
Conformaciones del ciclohexano
Los anillos de seis miembros son muy comunes en la naturaleza!!
CONFORMACION DE SILLA, un ordenamiento en el que los ángulos C-C-C
miden 109.5º y todos los hidrógenos unidos sobre los carbonos adyacentes
están escalonados.
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
Cic
loa
lca
no
s
Conformaciones del ciclohexano
REPRESENTACION DE LA CONFORMACION DE SILLA
a
b
cparalela a b
paralela a a
paralela a c a
b
cparalela a b
paralela a a
paralela a c
paralela a:
paralela a:
paralela a:
paralela a:
paralela a:
paralela a:
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
Cic
loa
lca
no
s
Conformaciones del ciclohexano
cconformación: “bote”
1
2 3
456
1
2 3
456
Esta conformación sirve como intermediario entre la
ínterconversión silla-silla (es menos estable que las ”sillas”)
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
Cic
loa
lca
no
s
Conformaciones del ciclohexano
Otra conformación: “bote”
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
Cic
loa
lca
no
s
Existen compuestos con
• Un enlace doble: alquenos
• Dos dobles enlaces: alcadienos
• Mas de dos dobles enlaces (polienos) : dienos, trienos,
tetraenos
Cuando en una misma molécula están presentes dos o mas enlaces
múltiples, es de utilidad hacer otra clasificación: • acumulados: enlaces múltiples en carbonos adyacentes
•conjugados: enlaces múltiples alternados
•aislados: mas de un enlace sencillo entre los enlaces múltiples
acumulados conjugados aislados
Tema II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica
CnH2n Formula General A
lqu
en
os
CARACTERISTICAS DE LOS DOBLES ENLACES
Cada carbono de un doble enlace esta unido a solo tres átomos (en
lugar de cuatro como en el caso de los alcanos). Se los denomina
TRIGONALES.
Los dos átomos del doble enlace y los cuatro átomos de hidrogeno
forman un plano
vista lateral
Los enlaces H-C-H y H-C=C en el etileno son de aproximadamente
120º.
No existe rotación en torno a los dobles enlaces
Los enlaces dobles son mas cortos que los enlaces simples
Tema II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica
Alq
ue
no
s
ISOMERIA compuestos con igual fórmula molecular
pero con propiedades físicas y/o químicas diferentes
Geométrica isomeros cis y trans o E y Z
Optica
De cadena: igual grupo
pero distinta
forma de cadena
De función grupos
funcionales distintos
De posición: igual grupo funcional
pero distinta posición
Tema II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica
Constitucional o estructural difieren en la conectividad
Estereoisomeria difieren en la orientación espacial
Conformacional pueden
interconvertir mediante un giro sobre un enlace sencillo
Configuracional no se pueden
interconvertir mediante un
giro
Tema II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica
Debido a que la rotación en torno a los dobles enlaces esta
impedida, en algunos alquenos sustituidos es posible la isomería cis-
trans
cis-1,2-dicloroetano trans-1,2-dicloroetano
p. eb: 60ºC, p. f. -80ºC p. eb: 47ºC, p. f. -50ºC
Estos isómeros no pueden convertirse por rotación (esta impedida)
son estereoisómeros configuracionales (geometricos) y pueden
separarse uno del otro por destilación
Isomería cis y trans A
lqu
en
os
Tema II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica
Pero...
¿Es cis? ¿Es trans?
Si uno de los dos carbonos del doble enlace va unido a dos grupos idénticos no existe Isomería geométrica!!
Tema II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica
Isómeros E, Z
Tema II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica
Isómeros E, Z
Orden de prioridades
Regla 1. Un sustituyente con mayor número atómico tiene preferencia sobre los
de número atómico inferior. Por lo tanto, el sustituyente con menor prioridad es el
hidrógeno.
I > Br > Cl > S > P > F > O > N > C > H
Regla 2. Si la regla 1 no puede decidir la prioridad de los grupos, ésta se
determina por una comparación similar de los átomos siguientes en cada grupo.
La decisión sobre la prioridad se toma en el primer punto de diferencia a lo largo
de la cadena de dos sustituyentes. Una vez alcanzado este punto, la constitución
del resto de la cadena no se tiene en cuenta.
-CH(CH3)3> - CH2CH3>>>CH2
¿Cómo se asignan las prioridades?
enlace sigma
Tema II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica
Modelo de orbital para un enlace triple
Tema II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica
Formación de un enlace triple
La superposición de los orbitales sp forman un enlace sigma entre los dos
carbonos, mientras que la superposición (lateral) de los dos orbitales p
forman dos enlaces pi
enlaces pi
Alq
uin
os
Tema II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica
Propiedades físicas de los alquenos y alquinos
La mayoría de las propiedades físicas son similares a la de
los alcanos
* El Peb aumenta con el aumento de la masa molecular y
disminuye con la ramificación
* Al igual que los alcanos son moléculas relativamente
apolares, insolubles en agua y soluble en solventes apolares
(hexano, gasolina, etc)
Alq
uin
os
El benceno es el compuesto de referencia de una clase de
sustancias que llamamos compuestos aromáticos, no debido a
su aroma sino por sus propiedades químicas especiales, por
sobre todo su estabilidad
Presenta una relación Hidrogeno-carbono 1:1 lo que indica una
alta insaturacion
Estructura de Kekulé (1866)
Hid
ro
c.
Ar
om
átic
os
Tema II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica
La estructura de Kekulé para el benceno
H
H
H
H
H
H H
H
H
H
H
H
La estructura de Kekulé no es
correcta, el benceno es UN
HIBRIDO DE RESONANCIA
No hay enlaces simples ni
dobles, es un tipo de enlace C-
C intermedio
(por eso no reacciona como los
alquenos)
Nube pi deslocalizada
El circulo destaca el hecho de que los
electrones están distribuidos de igual
manera alrededor del anillo y es la mas
exacta de las representaciones, sin
embargo el símbolo de Kekulé permite
“seguir” la posición de los electrones de
valencia durante las reacciones químicas
del benceno
Tema II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica
Hid
ro
c.
Ar
om
átic
os
La estructura de Kekulé para el benceno
ENLACE C-C
simple doble benceno
Longitud de enlace 1.54 Å 1.34 Å 1.39 Å
Experimentos físicos modernos apoyan esta estructura para el
benceno
El benceno es plano, cada átomo de carbono se dirige hacia los
vértices de un hexágono regular. La longitud de todos los enlaces
es idéntica
Modelo espacial del benceno Hid
ro
c.
Ar
om
átic
os
Modelo orbital para el benceno
Los enlaces sigma se forman por el traslape de los extremos de los
orbitales sp2 además cada carbono contribuye con un electrón al sistema
pi, por la superoposición latera de su orbital p con los orbitales p de sus
dos vecinos
Hid
ro
c.
Ar
om
átic
os
Propiedades Físicas
- Puntos de fusión mayores que los compuestos alifáticos
- Los puntos de ebullición están relacionados con momentos dipolares
o-diclorobenceno Peb: 181 0C
m-diclorobenceno Peb: 173 0C
p-diclorobenceno Peb: 170 0C
o-diclorobenceno Peb: 181 0C
m-diclorobenceno Peb: 173 0C
p-diclorobenceno Peb: 170 0C
A mayor momento dipolar, mayor punto de ebullición
Los compuestos aromáticos y los derivados
halogenados son insolubles en agua
Hid
ro
c.
Ar
om
átic
os
Formula general:
Siendo R un grupo alquilo y X un átomo de halógeno (F, Cl, Br o I)
CHCl3
cloroformo (solvente)
CF2Cl
2
freón 1,2 refrigerante
CCl3
CH3
1,1,1-tricloroetano fluido limpiador
Unidad II : Halogenuros de alquilo Química Orgánica y Biológica
Ha
log
en
ur
os A
lqu
ilo
Nomenclatura de los halogenuros de alquilo
IUPAC: se nombran como alcanos con un sustituyente halogeno
-Ejemplos: el fluor es fluoro, el cloro es cloro, etc.
Los nombres comunes o “triviales” se construyen nombrando al
halogenuro y a continuacion el grupo alquilo
Fluoroetano (IUPAC)
Fluoruro de etilo
1-clorobutano
cloruro de n-butilo
2-bromopropano
bromuro de isopropilo
Unidad II : Halogenuros de alquilo Química Orgánica y Biológica
Ha
log
en
ur
os A
lqu
ilo
Clasificación
CH3
X
Los halogenuros se clasifican de acuerdo a la naturaleza del
átomo de carbono enlazado al halógeno.
HALOGENURO
DE METILO
CH2
XR
CH XR
R
C XR
R
RHALOGENURO
SECUNDARIO HALOGENURO
TERCIARIO
HALOGENURO
PRIMARIO
Unidad II : Halogenuros de alquilo Química Orgánica y Biológica
Ha
log
en
ur
os A
lqu
ilo
Clasificación de los halogenuros de alquilo
DIHALOGENURO
GEMINAL
DIHALOGENURO
VECINAL
Unidad II : Halogenuros de alquilo Química Orgánica y Biológica
Ha
log
en
ur
os A
lqu
ilo
Usos comunes de los halogenuros de alquilo
Solventes
- CCl4 (tetracloruro de carbono) se utilizaba como quitamanchas y otras aplicaciones
domesticas
- CH2Cl2 y CHCl3 (cloruro de metileno y cloroformo) son solventes para limpieza y
desengrasado
¡¡ Hay que utilizarlos con cuidado porque son potencialmente tóxicos,
cancerigenos!!
Reactivos
- Sirven como reactivos en las síntesis de otros compuestos. ¡Son muy
versátiles!
Anestésicos
- CHCl3 (cloroformo) fue la primera sustancia conocida que produce anestesia
general, sin embargo fue reemplazado por CF3CHClBr cuyo nombre comercial es
halotano. Otro anestésico utilizado en cirugías menores es el cloruro de etilo
Refrigerantes y Pesticidas
- Los freones son haloalcanos desarrollados para reemplazar al amoniaco como gas
refrigerante. El mas usado es el freon
- El DDT (1,1,1-tricloro-2,2-bis-(p-clorofenil)etano) era muy utilizado en 1939 pero
presento efectos colaterales serios.
Unidad II : Halogenuros de alquilo Química Orgánica y Biológica
Ha
log
en
ur
os A
lqu
ilo
Estructura de los halogenuros de alquilo
El halógeno esta unido a un átomo de carbono hibridado sp3 y como el halógeno es mas electronegativo el enlace C-X esta polarizado con una carga parcial positiva sobre el átomo de C y negativa sobre el halógeno.
Electronegatividades de los halógenos
F > Cl > Br > I
La longitud de enlace C-X aumenta con el aumento del volumen de
los átomos de halógeno (radio atómico)
Radio
Atomico 1.35 1.8 1.95 2.15
C-F < C-Cl < C-Br < C-I 1.38 Å 1.78 Å 1.94 Å 2.14 Å
Unidad II : Halogenuros de alquilo Química Orgánica y Biológica
F
C C C C
Cl Br I
Ha
log
en
ur
os A
lqu
ilo
Estructura
Momento dipolar Un momento dipolar molecular es la suma vectorial de los momentos dipolares individuales.
tetracloruro de carbono
En el CCl4 los cuatro enlaces
polares simétricamente orientados
se compensan para dar un
momento dipolar igual a cero
Unidad II : Halogenuros de alquilo Química Orgánica y Biológica
Ha
log
en
ur
os A
lqu
ilo
Compuesto PM Peb
(ºC) CH3F 34 -78
CH3Cl 50.5 -24
CH3Br 95 4
CH3l 142 42
CH2Cl2 85 40
CHCl3 119 61
CCl4 154 77
CH3CH2CH2Cl 78.5 47
(CH3)2CHCl 78.5 36
(CH3)3CCl 92.5 52
Propiedades físicas Puntos de ebullición
* Fuerzas de London (+ fuerte) depende del área superficial
* Atracción dipolo-dipolo (adicional)
Las áreas varían de
acuerdo con el halógeno
Halógeno Radio de Van der Waals
(10-8 cm)
F 1.35
Cl 1.8 Br 1.95
I 2.15
H 1.2
(como referencia)
Las moléculas con mayores masas moleculares tienen punto de ebullición mas alto (más pesadas, se mueven mas
lentamente)
En términos generales son insolubles en agua y mas densos que ella
Unidad II : Halogenuros de alquilo Química Orgánica y Biológica
F
C C C C
Cl Br I
Ha
log
en
ur
os A
lqu
ilo
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
Tipos de reacciones en Química Orgánica
Sustitución C A C B+ B + A
Eliminación C
B
C
A
C C + AB
Adición C
B
C
A
C C + AB
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
Tipos de reacciones en Química Orgánica
C
H
H
C HCH3
Cl
H
C C
H
HCH3
H
+ HCl
¿Cómo ocurre esta reacción?
C
H
H
C HCH3
H
C C
H
HCH3
H
C
H
H
C HCH3
H
Cl
H+
paso 1 +
reactivo intermediario producto
:Cl:-
paso 2
..
..
Un mecanismo de reacción es la explicación detallada del proceso de
ruptura y formación de enlaces que ocurre cuando los reactivos
reaccionan para formar los productos.
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
Tipos de reacciones en Química Orgánica
Intermediarios de reacción
C C C+
carbocatión radical libre carbanion
...-
Especies inestables
¿Cómo se forman?
C L C
C L C
C L C
+
carbanion
.
: + :L- ruptura heterolítica
carbocatión
+ ruptura homolítica
radicales libres
: .L
+ :L-: :- ruptura heterolítica
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
Tipos de reacciones en Química Orgánica
Sitios de las reacciones orgánicas
La reactividad esta determinada por su estructura
Regiones
deficientes
de electrones Especies ricas
en electrones
F-, HO-, etc
NUCLEÓFILOS
Regiones
ricas
en electrones Especies deficientes
en electrones
Ej H+, etc
ELECTRÓFILOS C Cl
HO-
C C
H+
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
1. Oxidaciones y reducciones
CARACTERISTICAS QUIMICAS DE LOS ALCANOS
• Enlaces covalentes apolares
• Relativamente inertes (no reaccionan con ácidos ni con bases, ni con
agentes oxidantes ni reductores)
• Son utilizados como disolventes
• Solo reaccionan con oxigeno y los halógenos
1- Oxidación y combustión: los alcanos como combustibles
CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O + calor (212.8 kcal/mol)
2 C4H10 + 13 O2 8 CO2 + 10 H2O + calor (688.0 kcal/mol)
Los hidrocarburos se utilizan principalmente como -fuentes de calor (gas natural y combustible para la calefacción) -fuentes de poder (gasolina) La reacción requiere la ignición producida por una chispa o llama.
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
2. Sustituciones • Tienen lugar, preferencialmente, en compuestos saturados, en los
que los carbonos han satisfecho todas su valencias sin embargo,
pueden cambiar, sustituir, estos grupos por otros.
• Existe un elevado número de casos como ejemplo de este tipo
de reacciones
2. Sustituciones
2.1. Sustituciones por radicales libres
Las reacciones
mediadas por
radicales libres son
muy importantes!!
¿Qué es un radical libre???
2. Sustituciones
2.1. Sustituciones por radicales libres
• es un intermediario de reacción en el cual un átomo ha
experimentado una ruptura homolítica quedando con un electrón
desapareado
• Son muy reactivos
𝑋 .
Símbolo del elemento
Electrón desapareado
Ejemplo: Cl. = radical libre cloro
𝐀 ∶ 𝐀 𝐢𝐧𝐢𝐜𝐢𝐚𝐝𝐨𝐫
𝐀. + 𝐀.
También se llaman: reacciones en cadena, ocurren en tres pasos
1- Paso iniciador: ruptura de una molécula, generación de radicales libres:
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
El «iniciador»
puede ser luz, calor,
metales, etc.
Radicales libres
2- Paso propagador: el radical libre ataca una molécula «neutra»
originando un nuevo radical (retroalimentacion)
𝐁 ∶ 𝐁 + 𝐀. → 𝐁 ∶ 𝐀 + 𝐁.
3- Paso terminador o finalizador: los radicales libres se combinan entre si,
no se genera ninguna especie radicalaria.
𝐀. + 𝐀. → 𝐀 ∶ 𝐀
𝐀. + 𝐁. → 𝐀 ∶ 𝐁
𝐁. + 𝐁. → 𝐁 ∶ 𝐁
2. Sustituciones
2.1. Sustituciones nucleofilica
C C
H X
+ Nu:- C C
H Nu
+ X
Base de Lewis Especie con pares electrónicos
No compartidos
Grupo “saliente”
Durante una reacción de sustitución nucleofilica, se rompe un
enlace covalente y se forma uno nuevo
EL NUCLEOFILO (que tambien es una base de lewis) PROPORCIONA
UN PAR ELECTRONICO NO COMPARTIDO PARA FORMAR EL NUEVO
ENLACE COVALENTE
2. Sustituciones
2.1. Sustituciones nucleofilica
¿Quién es Nu:?
Es un compuesto (neutro o con carga negativa) con pares electronicos no compartidos
Reacciones de los halogenuros de alquilo: sustitución
Tipos de nucleófilos
R:X R:NuR:X R:Nusustrato nucleófilo producto grupo
(anión) saliente
R:X R:NuR:X R:Nusustrato nucleófilo producto grupo
(neutro) saliente
Con carga:
Unidad II : Halogenuros de alquilo Química Orgánica y Biológica
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
La combustión es una reacción de oxidación en donde se reemplazan los
enlaces C-H por enlaces C-O
Carbono en su estado mas reducido
Carbono en su estado mas oxidado
Cuando no hay suficiente oxigeno pueden ocurrir oxidaciones parciales:
2 CH4 + 3 O2 2 CO + 4 H2O
CH4 + O2 C + 2 H2O
CH4 + O2 CH2O + H2O
monóxido de carbono
(muy toxico)
hollín
esmog
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
Halogenación de alcanos
Los alcanos en presencia de halógenos (por ejemplo cloro gaseoso) en
presencia de luz solar o a altas temperaturas producen reacciones exotérmicas (liberación de calor)
Cl Cl+ luz o calor CH3
Cl + H ClCH4
Si hay un exceso de halógeno, a reacción puede continuar hasta formar
productos polihalogenados
CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4Cl2 Cl2 Cl2
CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4Cl2 Cl2 Cl2
diclorometano o
cloruro de metileno
triclorometano o
cloroformo
tetraclorometano o
tetracloruro de
carbono
Unidad II : Función Hidrocarburo Química Orgánica y Biológica Dra. Evangelina González
Clorofluorocarbonos y la capa de ozono Son moléculas gaseosas pequeñas
Contienen C, F y Cl
Fueron desarrollados en la decada de 1930 para sustituir refrigerantes (NH3 y SO2)
Solventes para lavado en seco
Refrigerantes para congeladores, refrigeradores y aires acondicionados
Propelentes en aerosoles (desodorantes, fijadores de cabellos, cremas batidas, etc)
Estables (no se biodegradan ni se destruyen facilmente)
Difunden hacia la atmósfera
Alcanzan la capa de ozono (O3)
La luz ultravioleta convierte al ozono en oxigeno molecular y atomos de oxigeno
que se recombinan regenerandolo
CCl3F CCl2F2 Freón 11 Freón 12 Peb 24C Peb -30C
Clorofluorocarbonos y la capa de ozono
Radical libre cloro
Retroalimenta la propagación!!
Consecuencias del agotamiento de la capa de O3
1- Aumento de la radiación ultravioleta que alcanza la
superficie de la tierra
2- Quemaduras solares
3- Cáncer cutáneo
4- Afecciones oculares
5- Efectos sobre la vida vegetal y acuática
6- Cambios climáticos
Protocolo de Montreal (1987, + de 80 países)
Limitación en la producción y utilización de freones, CH3Br (fumigante agrícola),
Halones (fluorocarbonos con Br), hidroclorofluorocarbonos (HCFC)