QUIMICA ORGANICA

ACTIVIDAD 1

PAS 3

PRESENTADO POR:

MARIA ALEJANDRA RODRIGUEZ LEON

CODIGO: 1.121.901.705

TUTOR:

DIEGO BALLESTEROS

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD)PROGRAMA DE INGENIERIA AMBIENTALCEAD CACIAS METASEPTIEMBRE DEL 2015

RESPUESTAS A PREGUNTAS ORIENTADORAS FORMULADAS POR CADA PROBLEMA1. Cmo influye la configuracin electrnica del carbono en sus compuestos?El tomo de carbono, debido a su configuracin electrnica, presenta una importante capacidad de combinacin. Los tomos de carbono pueden unirse entre s formando estructuras complejas y enlazarse a tomos o grupos de tomos que confieren a las molculas resultantes propiedades especficas. La enorme diversidad en los compuestos del carbono hace de su estudio qumico una importante rea del conocimiento puro y aplicado de la ciencia actual.El tomo de carbono constituye el elemento esencial de toda la qumica orgnica, y dado que las propiedades qumicas de elementos y compuestos son consecuencia de las caractersticas electrnicas de sus tomos y de sus molculas, es necesario considerar la configuracin electrnica del tomo de carbono para poder comprender su singular comportamiento qumico.Se trata del elemento de nmero atmico Z= 6. Por tal motivo su configuracin electrnica en el estado fundamental o no excitado es 1 s 2 s 2 p. La existencia de cuatro electrones en la ltima capa sugiere la posibilidad bien de ganar otros cuatro convirtindose en el ion C4- cuya configuracin electrnica coincide con la del gas noble Ne, bien de perderlos pasando a ion C4+ de configuracin electrnica idntica a la del He. En realidad una prdida o ganancia de un nmero tan elevado de electrones indica una dosis de energa elevada, y el tomo de carbono opta por compartir sus cuatro electrones externos con otros tomos mediante enlaces covalentes. Esa cudruple posibilidad de enlace que presenta el tomo de carbono se denomina tetravalencia.

2. Cmo se evidencia el fenmeno de hibridacin en el carbono?La hibridacin es un fenmeno que consiste en la mezcla de orbtales atmicos puros para generar un conjunto de orbtales hbridos, los cuales tienen caractersticas combinadas de los orbtales originales.La configuracin electrnica desarrollada para el carbono es:

3. Qu son los grupos funcionales orgnicos? Cules son los principales?Un grupo funcional es un tomo o grupo de tomos que caracteriza a una clase de compuestos orgnicos.Cada grupo funcional determina las propiedades qumicas de las sustancias que lo poseen; es decir determina su funcin qumica.Entonces, se llama funcin qumica a las propiedades comunes que caracterizan a un grupo de sustancias que tienen estructura semejante; es decir, que poseen un determinado grupo funcional.

Los principales grupos funcionales son los siguientes:Grupo hidroxilo ( OH)Es caracterstico de los alcoholes, compuestos constituidos por la unin de dicho grupo a un hidrocarburo (enlace sencillo).Grupo alcoxi (R O R)Grupo funcional del tipo R-O-R', en donde R y R' son grupos que contienen tomos de carbono, estando el tomo de oxgeno en medio de ellos, caracterstico de los teres (enlace sencillo). (Se usa la R ya que estos grupos de tomos constituyen los llamados radicales)Grupo carbonilo (>C=O)Su presencia en una cadena hidrocarbonada (R) puede dar lugar a dos tipos diferentes de sustancias orgnicas: losaldehdosy lascetonas.En losaldehdosel grupo C=O est unido por un lado a un carbono terminal de una cadena hidrocarbonada (R) y por el otro, a un tomo de hidrgeno que ocupa una posicin extrema en la cadena. (RC=OH) (enlace doble).En lascetonas, por el contrario, el grupo carbonilo se une a dos cadenas hidrocarbonadas, ocupando por tanto una situacin intermedia. (RC=OR) (enlace doble).

Es el grupo funcional caracterstico de loscidos orgnicos.Los cidos orgnicos reaccionan con los alcoholes de una forma semejante a como lo hacen los cidos inorgnicos con las bases en las reacciones de neutralizacin. En este caso la reaccin se denominaesterificacin, y el producto anlogo a la sal inorgnico recibe el nombre genrico dester.

Puede considerarse como un grupo derivado del amonaco(NH3)y es el grupo funcional caracterstico de una familia de compuestos orgnicos llamadosaminas.4. Cmo se explica la reactividad de los compuestos orgnicos?Reacciones orgnicas: Son reacciones moleculares: se rompen y forman enlaces covalentes Transcurren en pasos sucesivos Son ms lentas y complejas A menudo requieren la presencia de catalizadores y temperaturasElevadasSUSTRATO + REACTIVO PRODUCTO/S Qu tipo de reacciones generales existen?Tipos de reacciones en compuestos orgnicosLas reacciones orgnicas ms importantes son:- Reacciones de sustitucin o desplazamiento, (en la que un tomo o grupo de tomos es remplazado por otro). CH3OH + HBr CH3 - Br + H2O- Reacciones de eliminacin, en las que la molcula pierde dos tomos o grupos de tomos que estn en carbonos vecinos, formndose un enlace-. CH3 - CH2 OH CH2 = CH2 + H2O - Reacciones de adicin. En ellas, una molcula se agrega a un enlace mltiple. Como consecuencia, desaparece el enlace- y se forman dos enlaces- . CH2 = CH2 + HI CH2I CH3

5. Cmo se estructuran en el espacio los compuestos carbonados?El nmero de compuestos de carbono es enorme. La sntesis de un nuevo compuesto orgnico es una tarea fcil y anualmente se preparan cientos de miles de nuevos compuestos. Como consecuencia de ello, mientras que el nmero de compuestos inorgnicos conocidos apenas s sobrepasa el medio milln, el nmero de compuestos orgnicos conocidos es de varios millones en la actualidad, a pesar de ser tan pocos los elementos que los componen. Todos poseen carbono en su estructura molecular, adems de otros elementos que tambin se encuentran presentes hidrgeno, oxgeno y nitrgeno; en menor proporcin azufre y fsforo y en pequesimas cantidades cloro, iodo, calcio, magnesio, hierro, cobre, cinc, cobalto, manganeso, etc. Poseen puntos de fusin y ebullicin bajos (inferiores a 300C), ya que las fuerzas de atraccin entre sus molculas son dbiles.

Qu es la isomera?

La isomera es una propiedad de ciertos compuestos qumicos que con igual frmula qumica, es decir, iguales proporciones relativas de los tomos que conforman su molcula, presentan estructuras moleculares distintas y, por ello, diferentes propiedades. Dichos compuestos reciben la denominacin de ismeros. Los ismeros son compuestos que tienen la misma frmula molecular pero diferente frmula estructural y, por tanto, diferentes propiedades. Por ejemplo, el alcohol etlico o etanol y el ter dimetlico son ismeros cuya frmula molecular es C2H6O.

6. En qu consiste la qumica de los alcanos?

Los alcanos son compuestos formados exclusivamente por carbono e hidrgeno (hidrocarburos), que solo contienen enlaces simples carbono-carbono.Tipos de alcanosLos alcanos se clasifican en lineales, ramificados, cclicos y policclicos.Nomenclatura de alcanosLos alcanos se nombran terminando en -ano el prefijo que indica el nmero de carbonos de la molcula (metano, etano, propano...)Propiedades fsicas de los alcanosLos puntos de fusin y ebullicin de alcanos son bajos y aumentan a medida que crece el nmero de carbonos debido a interacciones entre molculas por fuerzas de London. Los alcanos lineales tienen puntos de ebullicin ms elevados que sus ismeros ramificados.

7. En qu consiste la qumica de los alquenos?Los alquenos son hidrocarburos insaturados que tienen uno o varios dobles enlaces carbono-carbono en su molcula. Se puede decir que un alqueno es un alcano que ha perdido dos tomos de hidrgeno produciendo como resultado un enlace doble entre dos carbonos.

8. En qu consiste la qumica de los alquinos?Se llaman alquinos a los hidrocarburos caracterizados por la presencia de un triple enlace carbono-carbono y su grado de insaturacin es dos. Los alquinos no cclicos tienen la frmula molecular CnH2n-2. El acetileno es el alquino ms sencillo. Los compuestos que tienen el triple enlace en un extremo de la cadena se denominan monosustituidos o alquinos terminales. De los alquinos disustituidos se dice que tienen un triple enlace interno. El triple enlace carbono-carbono es un grupo funcional, que reacciona con muchos de los reactivos que reaccionan con el doble enlace de losalquenos.

9. En qu consiste la qumica de los aromticos?Loscompuestosaromticosson sistemas clnicos que poseen una gran energa de resonancia y en los que todos los tomos del anillo forman parte de un sistema conjugado nico.Unhidrocarburo aromticoes un polmero cclico conjugado que cumple la Regla de Hckel, es decir, que tienen un total de 4n+2 electrones pi en el anilloLoscompuestos aromticosabarcan una amplia gama de sustancias qumicas de uno dos o ms anillos altamente insaturados de frmula CnHn que poseen propiedades qumicas singulares.La aromaticidad no es un atributo de los compuestos de C e H solamente, sino que tambin en su estructura pueden encontrarse otros tomos como oxgeno y nitrgeno constituyendo la gran familia de loscompuestos heterocclicos aromticos.

10. En qu consiste la qumica de los derivados halogenados de los hidrocarburos halogenuros de arilo y alquilo-?Los derivados halogenados: son compuestos orgnicos que contienen uno o ms halgenos en su molcula. Se les denomina haluros o halogenuros.Los derivados halogenados que contienen un slo tomo de halgeno en su molcula se llaman monohaluros; si contienen dos tomos de halgeno se llaman dihaluros y si presentan ms de dos tomos de halgeno en su molcula se les llama polihaluros.Los haluros de alquiloSon los derivados halogenados de mayor importancia, ya que se utilizan como base para la sntesis de muchos compuestos orgnicos.CH3-CH2-CH2-CH3Butano. Peso molecular: 58CH3-CHI-CH2-CH32-iodobutano. Peso molecular: 183,90.En este compuesto, el yodo (halgeno) sustituye un hidrgeno de uno de los tomos de carbono.Haluros de AriloEn Qumica Orgnica, un Haluro de Arilo es un compuesto aromtico, en el que uno o ms tomos de hidrogeno, directamente unidos a un anillo aromtico son reemplazados por un haluro. Los Haloareno son distintos a los haloalcanos por que exhiben muchas diferencias en mtodos de preparacin y propiedades.

RESPUESTAS A PREGUNTAS AUTO FORMULADAS DEL PASO 1 Qu es la Qumica?La Qumica es la Ciencia experimental que tiene por objeto el estudio de la materia, de sus propiedades y de sus cambios de naturaleza. Toda la materia est formada por elementos qumicos simples o por sus compuestos, cada cual con unas caractersticas diferenciales. En los procesos vitales est presente la Qumica: desde la clula hasta los organismos superiores la actividad vital se basa en reacciones qumicas en las que se transforma la materia y se intercambia energa. Y en nuestra actividad cotidiana hacemos uso de lo que la Qumica aplicada nos ofrece: plsticos, ordenadores, bateras, lmparas, agua potable, jabones, detergentes, cosmticos, perfumes, textiles, pinturas, combustibles, fertilizantes, medicamentos, prtesis, bebidas Nuestro modo de vida no sera igual si nos faltara la Qumica. En qu proporciones se unen unos elementos con otros?Se unen en funcin de las valencias que presentan. Un elemento puede ser capaz de reaccionar con un nmero entero de tomos de hidrgeno o, alternativamente, ser sustituido por un nmero entero de tomos de hidrgeno, que es el elemento que se toma como referencia. Ese nmero entero, que determina su capacidad de combinacin, es lo que se conoce como valencia del elemento. Segn esto, de la frmula del agua, H2O, se deduce que el oxgeno acta con una valencia 2 y de la frmula del metano, CH4, se deduce que el carbono interviene con valencia 4. Hay elementos que presentan una sola valencia, mientras que otros tienen la posibilidad de emplear varias. El concepto de valencia est relacionado con su configuracin electrnica externa (electrones de valencia) y con la posicin que ocupan en la Tabla Peridica. As, los elementos del grupo I (metales alcalinos) tienen valencia 1 y los elementos del grupo II (metales alcalinotrreos) tienen valencia 2. Qu papel juega el petrleo en la qumica orgnica?Se considera el petrleo como una mezcla compleja de los hidrocarburos, formado por centenares de compuestos; adems contiene pequeas cantidades de compuestos oxigenados, sulfatados y nitrogenados que no superan un 5% de su composicin. Por ende es uno de los hidrocarburos de mayor estudio en la qumica por su composicin y sus elementos de estudio y formas de modificacin. Cmo se transforman los hidrocarburos?Se transforman los hidrocarburos vrgenes contenidos en el petrleo y el gas natural en productos ms reactivos como son las olefinas, aromticos ligeros, hidrgeno y monxido de carbono.El crudo que no se lleva a los buques-tanque para su exportacin es conducido a las refineras, donde los diferentes tipos de hidrocarburos que lo componen son separados con el fin de que puedan ser aprovechados.Como lo son la gasolina el gas natural el disel lubricantes entre otros.