domingo, 5 de mayo de 2013

TEMA: 8 FUNCION QUIMICA Y GRUPO FUNCIONAL


FUNCIÓN QUÍMICA:

Se llama función Química al conjunto de propiedades comunes a una serie de compuestos análogos. Se conocen funciones en las dos químicas, mineral y orgánica; así son funciones de la química mineral la función anhídrido, función óxido, función ácido, función base y función sal.
Las funciones de la química orgánica son muchas más, destacándose entre todas la función hidrocarburo, porque de ella se desprenden todas las demás. Para mayor claridad dividimos las funciones orgánicas en dos grupos, que designamos con los nombres de fundamentales y especiales. Las funciones fundamentales son: la función alcohol, función aldehído, función cetona y función ácido. Las funciones especiales son: la función éter, la función éster, función sal orgánica, función amina y amida y funciones nitrilo y cianuro.

GRUPO FUNCIONAL 

Son ciertos grupos de átomos comunes a todos los cuerpos de una misma función y cuya presencia nos revela determinadas y parecidas propiedades en los cuerpos que los poseen.
En química orgánica, átomo o grupo de átomos unidos de manera característica y que determinan, preferentemente, las propiedades del compuesto en el que están presentes.
Los grupos funcionales reciben nombres especiales, por ejemplo, -NH2 es el grupo amino y -CONH2 es el grupo amido. Es posible estudiar a grandes rasgos las propiedades de los compuestos orgánicos refiriéndose a las características de cada grupo funcional.
Los compuestos orgánicos que poseen un mismo grupo funcional y que difieren sólo en un número entero de grupos metileno, -CH2-, se clasifican como miembros de una misma serie homóloga y se pueden representar por una fórmula molecular general. La progresiva introducción de grupos metileno en los miembros de una serie homóloga produce una suave variación de las propiedades determinadas por el grupo funcional.
El conjunto del grupo funcional con el carbono que lo contiene recibe el nombre de función carbonada. Muchos son los grupos funcionales, varios de los cuales pueden coexistir dentro de una misma molécula. Con todo, la multiplicidad de grupos funcionales en una misma molécula es más peculiar de las sustancias organizadas que integran los organismos vivos animales y vegetales, que de las obtenidas en el laboratorio y en la industria.
Los grupos funcionales ayudan a determinar los tipos de reacciones químicas en que participan los compuestos. La mayoría de estos grupos forman asociaciones con facilidad (ej: enlaces iónicos y de hidrógenos) con otras moléculas. Se usa el símbolo R para determinar el resto de la molécula de que es parte el grupo funcional.

CICLO ALCANO
Nomenclatura de cicloalcanos
Los cicloalcanos se nombran con el prefijo ciclo- seguido del nombre del alcano con igual número de carbonos. Los cicloalcanos presentan isomería cis/trans. Cuando los sustituyentes se encuentran por la misma cara de la molécula, se dice que están cis; cuando se encuentran por caras opuestas, se dice que están trans.
Propiedades físicas
Presentan mayores puntos de fusión y ebullición que los correspondientes alcanos de igual número de carbonos. La rigidez del anillo permite un mayor número de interacciones intermoleculares, que es necesario romper mediante la aportación de energía, para pasar las moléculas a fase gas.
Tensión anular
Los cicloalcanos de pequeño tamaño (ciclopropano, ciclobutano) presentan una tensión importante debida a los ángulos de enlace y a los eclipsamientos. Los cicloalcanos de mayor tamaño como ciclopentano y ciclohexano están casi libres de tensión.
Isómeros conformacionales en el ciclohexano
El ciclohexano se dispone en forma de silla para evitar los eclipsamientos entre hidrógenos. La forma de silla del ciclohexano contiene dos tipos de hidrógenos; los axiales que se sitúan perpendiculares al plano de la molécula y los ecuatoriales colocados en el mimo plano.
Equilibrio ecuatorial-axial en ciclohexano sustituidos
El ciclohexano presenta un equilibrio conformacional que interconvierte los hidrógenos ecuatoriales en axiales y viceversa. Cuando un ciclohexano está sustituido la conformación que más grupos sitúa en posición ecuatorial es la más estable, encontrándose el equilibrio conformacional desplazado hacia dicha conformación.


Construcción del nombre

Se nombran precediendo el nombre del alcano del prefijo ciclo- (ciclopropano, ciclobutano,ciclopentano, etc.). También se pueden nombrar como radicales cicloalquilo (ciclopropilo, ciclobutilo, etc.)
Numeración de la cadena
La numeración se realiza de modo que se asignen los localizadores más bajos a los sustituyentes. En caso de no decidir, se numera teniendo en cuenta el orden alfabético de los sustituyentes.


Cicloalcanos como sustituyentes.
Hay casos en los que conviene tomar el cicloalcano como sustituyente y la cadena carbonada como principal.



Isomería cis/trans
Los cicloalcanos presentan estereoisomería y dependiendo de la posición de los grupos en el espacio podemos tener isómeros cis o trans. Cuando los sustituyentes se encuentran del mismo lado del anillo se denomina cis al estereoisómero, y si están a lados opuestos trans.



Añadir leyenda

QUERIDOS ESTUDIANTES MADRE DEL BUEN CONSEJO PARA EL DÍA MIÉRCOLES CADA GRUPO DEBE LLEVAR A CLASE 6 BOLAS DE ICOPOR No 4; 6 BOLAS DE ICOPOR No 3 Y 12   BOLAS DE ICOPOR No 2, DOCE PALILLOS PARA PINCHOS, VINILO NEGRO, ROJO Y AZUL, PINCELES Y COLBÓN . DE LA MISMA FORMA LOS ESTUDIANTES DEL SAN LUIS GANZAGA DEBEN LLEVAR ESTOS MATERIALES PARA EL DÍA MARTES. NO SE LES OLVIDE IMPRIMIR Y LLEVAR LA INFORMACIÓN DEL BLOG AL COLEGIO PARA EL TRABAJO DE LA SEMANA.

ANIMO CHICOS EL FUTURO LES PERTENECE.

PROFESOR MILTON 

Agradezco la información a química orgánica,net y a wikipedia.











domingo, 28 de abril de 2013

TEMA 7 METODOS DE OBTENCION DE ALCANOS


METODOS DE OBTENCION DE ALCANOS

A escala industrial el medio más importante para obtener alcanos es la destilación fraccionada del petróleo crudo,  como se detallará más adelante.  A través de este proceso se extraen del petróleo numerosos subproductos y derivados.  Igualmente,  el gas natural es una fuente de alcanos ya que está compuesto por una mezcla de hidrocarburos ligeros,  como metano, etano,  propano y butano,  principalmente.  En el laboratorio se emplean varios métodos.  Mencionaremos los más importantes a continuación.
Hidrogenación catalítica de hidrocarburos insaturados (alquenos y alquinos):  El proceso consiste en una reducción con hidrógeno en presencia de catalizadores como el platino,  paladio y níquel:



Reacción de Würtz:  este método se fundamenta en la condensación de dos moléculas de un halogenuro de alquilo (R – X) que se produce por calentamiento en presencia de un metal alcalino,  preferentemente sodio:
2CH3CH2Cl + 2Na → CH3CH2CH2CH3 + 2NaCl



Reducción de halogenuros de alquilo:  Los derivados halogenados de hidrocarburos alifáticos se pueden reducir al adicionar ciertos metales  como el Zn a ácidos diluidos como el HCl, produciéndose hidrógeno que actúa como un fuerte agente reductor: 



HIDROCARBUROS INSATURADOS:  ALQUENOS Y ALQUINOS

A diferencia de los hidrocarburos saturados,  los insaturados presentan dobles o triples enlaces,  lo que significa que los átomos de carbono no tienen todas sus posibilidades de enlace “saturadas” con hidrógenos,  sino que algunas están siendo ocupadas en enlaces  

ALQUENOS
Se conocen también como Olefinas  y se caracterizan por la presencia de al menos un enlace doble carbono – carbono (Ver figura)  Este tipo de enlace se presenta entre los dos orbitales híbridos sp2 y entre los dos orbitales p no hibridados.  Esta circunstancia hace imposible la rotación sobre el plano del doble enlace,  por lo que los átomos unidos a los carbonos del doble enlace se ubican arriba,  abajo o sobre este plano.

El enlace  π  del doble enlace es relativamente fácil de romper,  es decir,  se requiere invertir poca energía para lograrlo,  por lo que los alquenos son bastante reactivos.

ISOMETRIA GEOMÉTRICA
Como consecuencia de la rigidez del doble enlace,  los alquenos presentan un tipo de isomería,  que depende de las posiciones que ocupen los sustituyentes alrededor del plano del enlace.  Así,  un alqueno como el 2-buteno, puede presentar dos isómeros geométricos,  como se ilustra a continuación:


Los isómeros geométrios son estereoisómeros porque difieren únicamente en el arreglo espacial de los grupos sustituyentes.  Estas diferencias estructurales se ven reflejadas en el comportamiento físico y químico de cada isómero.  Así,  los isómeros cis y trans de un compuesto presentan puntos de fusión y de ebullición diferentes,  así como actividad enzimática característica.  

Investigación:  Determina por qué los ALQUINOS no presentan Isomería geométrica cis – trans  mientras que los ALQUENOS si.

martes, 12 de marzo de 2013

TEMA 6 EJERCICIO DE MOLES





1. ¿Cuántas moléculas de butano hay en 6 moles del mismo?.
Butano =
2.¿Cuántos moles son 100 g de cloruro de bario?.
Cloruro de bario= BaCl2
3. ¿Cuántos moles de átomos de aluminio hay en 135 g de dicho
metal?.
4.¿Cuántas moléculas de propano hay en 0,88 g del mismo?.
Propano = C3H8
5.¿Cuántas moléculas hay en 2 cm3 de agua?. La densidad del
agua es 1 g/cm3. Agua = H2O
6.¿Cuántos cm3 de etanol deben medirse en una probeta, para
tener 0,5 moles de etanol?. La densidad del etanol es 0,789
g/cm3.
7.¿Cuántos átomos de hidrógeno hay en 3 moles de H2?.
8. Un frasco de laboratorio contiene 100 g de carbonato de sodio
(Na2CO3). ¿Cuántos átomos de sodio, de carbono y de oxígeno
hay en el frasco?.
9.En 6 cm3 de etanol, ¿Cuántos gramos hay?. ¿Cuántos moles?.
¿Cuántas moléculas?.¿Cuántos átomos de carbono?. ¿Cuántos átomos de oxígeno?. ¿Cuántos átomos de hidrógeno?. La densidad del etanol es 789 kg/m3. Etanol = CH3CH2OH
10.Dos moles de trióxido de azufre (SO3):
a. ¿Cuántas moléculas contienen?.
b. ¿Cuántos átomos de azufre?.
c. ¿Cuántos átomos de oxígeno?.
11 .Dos moles de ácido fosfórico (H3PO4) contienen:
a. moles de átomos de hidrógeno.
b. moles de átomos de oxígeno.
c. moles de átomos de fósforo.
12.En un recipiente cerrado hay 38 g de trióxido de dinitrógeno
(N2O3), gas.
a. ¿Cuántos moles hay?.
b. ¿Cuántas moléculas deN2O3?.
c. ¿Cuántos átomos de nitrógeno?.
d. ¿Cuántos átomos de oxígeno?.

13.En un recipiente cerrado hay 132 g de propano (C3H8).
a .¿Cuántos moles hay?.
b. ¿Cuántas moléculas hay deC3H8?.
c. ¿Cuántos átomos de carbono?.
d. ¿Cuántos átomos de hidrógeno?.
14. Calcule el número de moles en un anillo de plata pura cuya masa es de 5.0 g. (peso atómico Ag = 108)
15. Calcule la masa (en gramos) de 10 átomos de oro puro. (peso atómico Au = 197)
16. Calcule la masa molar del azúcar de mesa (sucrosa – C12H22O11).  (pesos atómicos:  C=12, H=1, O=16)
17. Calcule el número de moléculas de azúcar de mesa (sucrosa – C12H22O11) presentes en 15g de azúcar (la cantidad presente en un dulce pequeño).
18. ¿Cuántos gramos de agua se necesitan para disponer de 10 millones de moléculas del compuesto?
19. Calcule el número de moles que contiene 8.35 x 1023 átomos de plomo.

domingo, 10 de marzo de 2013

TEMA 5 NOMENCLATURA DE ALCANOS



NOMENCLATURA DE ALCANOS
Las reglas de nomenclatura para compuestos orgánicos e inorgánicos son establecidas por la Unión Internacional de Química pura y aplicada, IUPAC (de sus siglas en inglés).
En este capítulo profundizaremos sobre las reglas para la nomenclatura de alcanos (hidrocarburos con enlaces sencillos) ya que éstas constituyen la base de la nomenclatura de los compuestos orgánicos. (Para mejor comprensión del tema ir primero a:
Estas reglas son las siguientes:
1.- La base del nombre distintivo es la cadena continua más larga de átomos de carbono.
2.- La numeración correlativa de los átomos de carbono se inicia por el extremo más cercano a una ramificación (es lo mismo que decir un sustituyente o un radical). En caso de encontrar dos ramificaciones a la misma distancia, se empieza a numerar por orden alfabético desde el extremo más cercano a la ramificación de menor orden alfabético. Si se encuentran dos ramificaciones del mismo nombre a la misma distancia de cada uno de los extremos, se busca una tercera ramificación y se numera la cadena por el extremo más cercano a ella.
3.- Si se encuentran dos o más cadenas con el mismo número de átomos de carbono, se selecciona la que deje fuera los radicales alquilo más sencillos. En los isómeros se toma los lineales como más simples. El n-propil es menos complejo que el isopropil. El ter-butil es el más complejo de los radicales alquilo de 4 carbonos.
4.- Cuando en un compuesto hay dos o más ramificaciones iguales, no se repite el nombre, luego de colocar los números que corresponden a las ubicaciones de dichos radicales se le añade el nombre con un prefijo numeral.
Los prefijos numerales son:

Número
Prefijo
2
di o bi
3
tri
4
tetra
5
penta
6
hexa
7
hepta

6.- Se escriben las ramificaciones (no olvidar: sustituyentes o radicles, es lo mismo) en orden alfabético y el nombre del alcano que corresponda a la cadena principal se agrega al nombre del último radical.
Al ordenar alfabéticamente, los prefijos numerales y los prefijos n-, sec- y ter- no se toman en cuenta.
7.- Por convención, los números y las palabras se separan mediante un guión, y los números entre si, se separan por comas.
La comprensión y el uso adecuado de las reglas señaladas facilitan la escritura de nombres y fórmulas de compuestos orgánicos.

Radicales alquilo
Ya sabemos que cuando alguno de los alcanos pierde un átomo de hidrógeno se forma un radical alquilo. Estos radicales aparecen como ramificaciones sustituyendo átomos de hidrógeno en las cadenas.
Los radicales alquilo de uso más común son:
CH3 CH2 — CH3
Metil o Metilo
Etil o Etilo
CH2 — CH2 — CH3 CH2 — CH2 — CH2 — CH3
n-Propil o n-Propilo
n-Butil on-Butilo
NomyNumcad012a NomyNumcad012b
isopropil o Isopropilo
Isobutil o Isobutilo
NomyNumcad012c       NomyNumcad012d
sec-Butil o sec-Butilo
ter-Butil o ter-Butilo

Las líneas rojas indican el enlace con el cual el radical se une a la cadena principal. Esto es muy importante, el radical no puede unirse por cualquiera de sus carbonos, sólo por el que tiene el enlace libre.

Ejemplos de nomenclatura de alcanos

1)
nomynumC001b

Se define la cadena de carbonos continua más larga y se numera desde el extremo más cercano a un radical, y se identifican todos los radicales que haya.
nomynumc001c

La cadena continua más larga tiene 7 carbonos y se empezó la numeración desde la derecha porque ahí está el radical más cercano (CH3).  Identificamos los radicales y el número del carbono al que están unidos (2-metil y 4-etil), los anotamos en orden alfabético (no importa el número) y al último radical le unimos el nombre de la cadena, y nos queda: 4-etil-2-metilheptano
2)
Nomy numoo1a

Buscamos la cadena continua de carbonos más larga, la cual no tiene que ser siempre horizontal. Numeramos por el extremo más cercano a un radical, que es el derecho. Ordenamos los radicales en orden alfabético y unimos el nombre de la cadena al último radical.
NiomyNumC001
5-isopropil-3-metilnonano

3)
NomyNumC002a

Buscamos la cadena de carbonos continua más larga, numeramos por el extremo más cercano al primer radical, que en este caso es del lado izquierdo. Nombramos los radicales con su respectivo número en orden alfabético y unimos el nombre de la cadena al último radical.
NomyNum002b

3-metil-5-n-propiloctano

4)
NomyNumCad003a

Seleccionamos la cadena continua de carbonos más larga. Al tratar de numerar observamos que a la misma distancia de ambos extremos hay un radical etil, entonces nos basamos en el siguiente radical, el n-butil para empezar a numerar.
NomyNumcad003

Recuerde que el n-butil por tener guión se acomoda de acuerdo a la letra b, y no con la n:.5-n –butil-4,7-dietildecano
5)
NomyNumcad004a

Al seleccionar la cadena de carbonos continua más larga observamos que a la misma distancia de cada extremo hay un radical, un metil y un etil, entonces iniciamos la numeración por el extremo más cercano al etil ya que es el radical de menor orden alfabético.
NomyNumcad004

3-etil-4-metilhexano

Si conocemos el nombre del compuesto

En otros casos es posible que nos den el nombre del compuesto y a partir de éste graficar la fórmula estructural del mismo:
Ejemplos:
1) 3,4,6-trimetil heptano
Graficamos la cadena heptano, que tiene siete átomos de carbono. Los numeramos de izquierda a derecha, pero se puede hacer de izquierda a derecha.
NomyNumcad005a

Ahora colocamos los radicales en el carbono que les corresponda (Un metil en el 3, un metil en el 4 y un metil en el 6, que es igual a 3,4,6 –trimetil). Tenga cuidado de colocar el radical por el enlace libre.
NomyNumcad005b

Como el carbono forma 4 enlaces, completamos nuestra estructura con los hidrógenos necesarios para que cada uno tenga sus 4 enlaces.
NomyNum005c

2) 3-metil-5-isopropilnonano
Nonano indica que es una cadena de 9 carbonos.
NomyNumcad005

Colocamos los radicales (un metil en el 3, un isopropil en el 5)
NomyNumcad006a

Los radicales pueden acomodarse de diferentes formas, siempre y cuando conserve su estructural.
Finalmente completamos con los hidrógenos necesarios para que cada carbono tenga sus 4 enlaces.
NomyNumcad006b

4) 5-ter-butil-5-etildecano
Decano es una cadena de 10 carbonos.
NomyNumcad009a

 Los dos radicales de la estructura están en el mismo carbono (el Nº 5) por lo tanto se coloca uno arriba y el otro abajo del carbono 5, indistintamente.
NomyNumcad007a

Completamos con los hidrógenos
NomyNumcad007b

5) 5-sec-butil-5-ter-butil-8-metilnonano
Nonano es una cadena de 9 carbonos.
NomyNumcad005

Colocamos los radicales.
NomyNumcad008

Ahora completamos con hidrógeno para que cada carbono tenga 4 enlaces.
NomyNumcad008a

6) 5-isobutil-4-isopropil-6-n-propildecano
Decano es una cadena de 10 carbonos que numeramos de izquierda derecha.
NomyNumcad006

Colocamos los radicales cuidando de acomodarlos en forma correcta.
NomyNumcad009b

Contamos los enlaces para poner los hidrógenos necesarios para completar 4 enlaces a cada carbono.
NomyNumcad009

Ir a: Otros ejemplos sobre nomenclatura y numeración de cadenas de carbono
Fuentes Internet:
 http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/Nomenclatura_y_numeracion.html





domingo, 24 de febrero de 2013

TEMA 4 CLASIFICACION Y NOMENCLATURA DE COMPUESTOS ORGANICOS



CLASIFICACION Y NOMENCLATURA DE COMPUESTOS ORGANICOS

En todas las moléculas orgánicas se puede identificar una estructura básica, en la cual un armazón central, constituido por una cadena de carbonos, soporta un cierto número de átomos de otros elementos.
DIVERSIDAD DE LOS COMPUESTOS ORGANICOS:  Los compuestos orgánicos se clasifican en grupos o funciones químicas que comparten ciertas características estructurales y un comportamiento físico químico particular. Fue  posible llegar a esta clasificación luego de comparar un elevado número de compuestos del carbono y observar que compuestos con características tan diferentes tenían el mismo número de átomos de carbono por ejemplo el metano y el metanol dos compuestos con igual número de átomos de carbono pero muy diferentes características físico químicas.
GRUPOS FUNCIONALES: Un grupo funcional es un átomo o un conjunto de átomos que forman parte de una molécula más grande; y que le confieren un comportamiento químico característico.  Así,  el comportamiento químico de toda molécula orgánica,  sin importar su tamaño y grado de complejidad,  está determinado por el o los grupos funcionales que contiene.  Por ejemplo,  el grupo ---OH,  identificada a los alcoholes. 
 
a).PETROLEO                                                       b).VINAGRE

 El petróleo (a) y el vinagre (b)  son ejemplos de dos tipos de compuestos orgánicos diferentes (hidrocarburos y ácidos orgánicos respectivamente),  lo cual explica sus rasgos característicos.

 FUNCIONES QUIMICAS CON ENLACES CARBONO –CARBONO
Este grupo funcional está representado por un conjunto de compuestos,  conocidos como hidrocarburos.  Los hidrocarburos son tal vez el grupo más amplio y diversificado de los compuestos orgánicos. 
Si están formados por cadenas de carbonos,  unidos a través de enlaces sencillos,  con hidrógenos unidos a esta cadena,  se denominan alcanos.
Dependiendo de la presencia de enlaces dobles o triples,  los hidrocarburos se dividen en:  alquenos y alquinos,  respectivamente.  Un tercer grupo,  los arenos o aromáticos,  presentan enlaces intermedios entre dobles y simples anillos de átomos de carbono:


   Etano                         Eteno                      Acetileno                    Tolueno
   Alcano                      Alqueno                    Alquino                        Areno
                                                                                                        Aromático

En los alcanos el carbono tiene sus cuatro posibilidades de enlaces ocupadas,  por lo que estos compuestos  se conocen como hidrocarburos saturados,  a diferencia de alquenos,   a diferencia de alquenos,  alquinos y arenos que son insaturados.
FUNCIONES CON ENLACES SENCILLOS
ENTRE CARBONO Y ATOMOS ELECTRONEGATIVOS

Si a una cadena sencilla de carbonos e hidrógenos,  se encuentra unido un átomo electronegativo,  como por ejemplo un halógeno,  tenemos un grupo funcional conocido como haluros o halogenuros de alquilo.  Si,  por el contrario,  a esta cadena se une un grupo OH-,  tenemos el grupo de los alcoholes.  Ahora,  si se trata de un átomo de oxígeno,  uno de nitrógeno,  un grupo NH2 o S2, hablamos de éteres, nitrilos, aminas o sulfuros,  respectivamente.  En todos los grupos nombrados,  un átomo de carbono se encuentra unido,  a través de un enlace sencillo,  a un átomo más electronegativo,  que puede ser un halógeno,  oxígeno, nitrógeno o azufre.  Estos son algunos ejemplos:

Haluro de Alquilo                Alcohol                                              Eter
  
Nitrilo                                    Amina                                        Sulfuro



FUNCIONES CON UN DOBLE ENLACE CARBONO  ---OXIGENO   (C     O )
Estos compuestos son semejantes en muchos aspectos pero se diferencian en la naturaleza de los átomos unidos al carbono del grupo C      O  o carbonilo:




Aldehido:  Tienen un                        Cetonas: tienen dos              Ácidos carboxílicos:
   Carbono y un                                         carbonos                      Tienen un carbono y
    Hidrógeno                                                                                  un grupo        OH 





Ésteres: tienen un                    Amidas: tienen                            Haluros de ácido:
Carbono y un oxígeno             un carbono y un                           Tienen un átomo
                                                Grupo  NH2                                   halógeno, por
                                                                                                     Ejemplo, cloro