QUÍMICA ORGÁNICA

 QUÍMICA ORGÁNICA

INTRODUCCIÓN

En los órganos de los animales y plantas se elaboran un sin número de sustancias químicas, como los azúcares, grasas, albúminas, alcaloides, etc. cuyo estudio junto con el de los hidrocarburos (compuestos de carbono e hidrógeno) y sus derivados constituyen la parte de la química llamada orgánica. El carácter dominante de estos compuestos es contener uno o más átomos de carbono.

Hasta principios del siglo pasado se creyó que los compuestos orgánicos sólo se podían formar en los organismos vivos mediante la fuerza vital, considerándose imposible lo contrario, de ahí el mérito de Friedrich Wöhler al eliminar esta vieja creencia.

La verdadera naturaleza de los compuestos orgánicos no fue comprendida hasta 1828 en que el alemán  Friedrich Wöhler logró la primera preparación de un compuesto orgánico en tubo de prueba, a partir de compuestos inorgánicos sin la intervención de una célula viva: la síntesis de la urea, componente de la orina producto del metabolismo animal. Wöhler obtuvo la urea, a partir del cianato de amino, haciendo reaccionar el sulfato de amonio con cianato de potasio.

La síntesis de la urea dio paso a la obtención de un gran número de compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos, demostrando principalmente que ambos tipos de compuestos obedecen a las mismas leyes generales de la Química.

QUÍMICA ORGÁNICA

La Química Orgánica, es la parte de la química que estudia las sustancias constituyentes de los seres vivos, se le llama también Química de los compuestos del Carbono, ya que el carbono siempre se halla presente en todo compuesto orgánico.

ELEMENTOS ORGANÓGENOS

Se llama así a los elementos que se hallan presentes en la estructura de la mayoría de compuestos orgánicos y en elevado porcentaje. Estos son: C, H, O y N.

ELEMENTOS BIOGENESICOS 

Estos elementos se hallan presentes también en los compuestos orgánicos, pero en menor cantidad y proporción que los organógenos. Ellos son: P, S, Ca, Mg, Fe, Zn, K, Na, etc. 

DIFERENCIAS ENTRE COMPUESTOS ORGÁNICOS E INORGÁNICOS

COMPUESTO INORGÁNICO

• En los compuestos inorgánicos predomina el enlace iónico.
• Las sustancias inorgánicas son solubles en agua, pero insolubles en disolventes orgánicos.
• Son estables a la acción de altas temperaturas.
• Las reacciones inorgánicas son instantáneas; debido al enlace iónico.
• Las moléculas inorgánicas son menos complejas, debido a su bajo peso molecular.
• Las sustancias inorgánicas al disolverse se ionizan y son conductoras de la electricidad.

COMPUESTO ORGÁNICO

• En los compuestos orgánicos predomina el enlace covalente.
• Los compuestos orgánicos son poco solubles en el agua, pero solubles en disolventes orgánicos (alcohol, éter, cloroformo, etc.).
• Son inestables aún a bajas temperaturas, frente al calor o la luz.
• Los cuerpos orgánicos reaccionan entre sí lentamente, debido al enlace covalente.
• Las moléculas orgánicas son complejas, debido a su elevado peso molecular.
• Las sustancias orgánicas al disolverse no se ionizan, por lo tanto sus moléculas no conducen la electricidad.

ACTIVIDAD.- Observa el siguiente video (Experimento de la sal y azúcar) y menciona las diferencias que hay entre ellas, indicar también cuál es un compuesto orgánico e inorgánico. 

PROPIEDADES QUÍMICAS DEL ÁTOMO DE CARBONO

Como sabemos, los átomos de carbono tienen la posibilidad de enlazarse entre sí por medio de enlaces covalentes, dando lugar a cadenas carbonadas que constituyen el armazón de gran variedad de compuestos. Tal característica está relacionada con la estructura electrónica del átomo de carbono, que tiene tres propiedades importantes:

TETRAVALENCIA

En todo compuesto orgánico el átomo de carbono actúa con valencia 4, es decir tiene la capacidad de compartir 8 e-.

Ejemplos:

En las estructuras observamos que cada átomo de carbono comparte 8 e-, es decir cumple con la tetravalencia.

AUTOSATURACIÓN 

Es la capacidad que tienen los átomos de carbono de enlazarse entre sí generando cadenas carbonadas.

Ejemplos:

HIBRIDACIÓN

Consiste en la combinación de orbitales atómicos puros (s, px, py, pz) de la capa de valencia del átomo de carbono, obteniéndose nuevos orbitales atómicos denominados "orbitales híbridos" que tienen la misma energía, la misma forma, pero con orientaciones espaciales diferentes. La hibridación explica la tetravalencia del átomo de carbono. Los orbitales híbridos son del tipo sp3, sp2 y sp, los cuales determinan las características químicas del átomo de carbono.

CLASES DE CADENAS CARBONADAS

Según la clase de enlace, las cadenas pueden ser:

• SATURADAS.- Solo contienen enlaces simples.
• NO SATURADAS.- Contienen enlaces dobles y triples.

Según la forma de las cadenas, pueden ser:

• ABIERTAS O LINEALES.- Los átomos de carbono se disponen uno a continuación del otro.
• CERRADAS O CÍCLICAS.- Los átomos de carbono extremos se unen entre sí, formando anillos o ciclos. 

Tanto las cadenas abiertas como las cerradas pueden ser simples o ramificadas.

CLASES DE CARBONO 

Según la posición que ocupa el carbono en la cadena carbonada, puede ser:

• CARBONO PRIMARIO.- Es el que está unido a otro carbono mediante un par de electrones y tiene 3e- para compartir con otros átomos.
• CARBONO SECUNDARIO.- Es el que está unido a dos átomos de carbono mediante 2 pares de electrones y tiene 2e- para compartir con otros átomos.
• CARBONO TERCIARIO.- Es el que está unido a tres átomos de carbono mediante 3 pares de electrones y tiene 1e- para compartir con otros átomos.
• CARBONO CUATERNARIO.- Es el que comparte 4 pares de electrones con otros carbonos.

Ejemplo: