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Susana Latorre Licenciada en Ciencias químicas


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1 Susana Latorre Licenciada en Ciencias químicas

2 QUIMICA INORGANICA QUIMICA ORGANICA TIPOS DE ENLACES QUE ES UN ELEMENTO QUIMICO QUE ES UNA MOLECULA QUE ES UNA REACCION. COMO SE ESCRIBE

3

4 ELEMENTO QUIMICO Un elemento químico, o solamente elemento, es una sustancia formada por átomos que tienen igual cantidad de protones en el núcleo. Este número se conoce como el número atómico del elemento. Por ejemplo, todos los átomos con 6 protones en sus núcleos son átomos del elemento químico carbono, mientras que todos los átomos con 92 protones en sus núcleos son átomos del elemento uranio.

5 Es importante diferenciar elemento químico de sustancia simple. El ozono (O 3 ) y el dioxígeno (O 2 ) son dos sustancias simples, cada una de ellas con propiedades diferentes. Y el elemento químico que forma estas dos sustancias simples es el oxígeno (O). Otro ejemplo es el del elemento químico Carbono, que se presenta en la naturaleza como grafito o como diamante.

6 ATOMO - Una zona central o NÚCLEO donde se encuentra la carga total positiva (la de los protones) y la mayor parte de la masa del átomo, aportada por los protones y los neutrones. - Una zona externa o CORTEZA donde se hallan los electrones, que giran alrededor del núcleo. Hay los mismos electrones en la corteza que protones en el núcleo, por lo que el conjunto del átomo es eléctricamente neutro.

7

8 Molécula: Es la unión química de dos o más átomos. Es la partícula más pequeña que puede existir como sustancia compuesta. ESTRUCTURA DE UNA MOLÉCULA

9 9 GENERALIDADES Las diferencias principales entre los compuestos orgánicos y los inorgánicos, se deben a variaciones en la composición, el tipo de enlaces y las polaridades moleculares

10 La química inorgánica se encarga del estudio integrado de la formación, composición, estructura y reacciones químicas de los elementos y compuestos inorgánicos (por ejemplo, ácido sulfúrico o carbonato cálcico); es decir, los que no poseen enlaces carbono-hidrógeno, porque éstos pertenecen al campo de la química orgánica. Dicha separación no es siempre clara, como por ejemplo en la química organometálica que es una superposición de ambas.

11 . La Química Orgánica o Química del carbono es la rama de la química que estudia una clase numerosa de moléculas que contienen carbono formando enlaces covalentes carbono-carbono o carbonohidrógeno y otros heteroátomos, también conocidos como compuestos orgánicos. Friedrich Wöhler y Archibald Scott Couper son conocidos como los "padres" de la química orgánica..

12 El átomo de carbono se ubica en el grupo IVA,período 2. Su número atómico (Z) es 6. Su configuración electrónica es: ls 2 2s 2 2p 2. Tiene cuatro electrones de valencia. Tiene la capacidad para formar hasta cuatro enlaces; es tetravalente. su masa atómica es 12. QUIMICA DEL CARBONO

13 Los átomos de carbono son únicos en su habilidad de formar cadenas muy estables y anillos, y de combinarse con otros elementos tales como hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo, Y TAMBIÉN CON LOS HALÓGENOS ( F, Cl, Br, I)

14

15 15 Formas Alotrópicas del Carbono. Estas son las formas elementales en las que se encuentra el carbono en la naturaleza. Los alotropos son compuestos constituidos por el mismo elemento, pero difieren en sus estructuras y propiedades físicas y químicas.

16 ORBITALES HIBRIDOS

17 Tetravalencia del Carbono. Para explicar la tetravalencia, los electrones pasan a un estado de mayor energía ; esto ocurre cuando un electrón que esta en un orbital 2s pasa a un orbital 2p. Configuración normal 1s 2 2s 2 2p 2 Tetravalencia 1s 2 2s 1 2p x2 2p y2 2p z 2 En esta nueva configuración, el átomo de carbono posee cuatro electrones desapareados que pueden formar enlaces con otros átomos. La energía desprendida al formarse los enlaces es suficiente para compensar la energía necesaria para desaparear los electrones. Así el átomo de carbono cumplirá con la regla del octeto ; esto lo logra con el proceso de hibridación. 17

18

19 ENLACES DEL CARBONO ENLACE SIMPLE ( METANO), forma un tetraedro ENLACE DOBLE ( ETENO), forman los vertices de un triángulo casi equilatero ENLACE TRIPLE ( ETINO), molécula lineal

20 20

21 Símbolos y Estructuras 21 Los átomos está típicamente ligados por enlaces covalentes fuertes en los cuales los diferentes átomos comparten pares de electrones. Debido a que el carbono tiene 4 electrones en su órbita más externa, puede formar enlaces compartiéndolos como en el caso del metano: CH 4. Tetrahedro C

22 22 HIDROCARBUROS Compuestos por átomos de sólo dos elementos: carbono e hidrógeno Los enlaces covalentes entre los átomos de carbono pueden ser sencillos, dobles o triples. Los esqueletos de carbono pueden ser cadenas o anillos

23 23 Un anillo de carbono es una estructura de tres o más átomos de carbono que forman un ciclo cerrado: compuestos cíclicos Si sólo contienen cabono: carbocíclicos No todos los átomos tienen que ser de carbono; pueden ser de O, N ó S: heterocíclicos

24 24 Los anillos de los compuestos cíclicos se pueden condensar en polígonos simples. (Se sobreentiende la forma de enlazar los carbonos)

25 25 Las fórmulas estructurales condensadas reducen el volumen con poco sacrificio de la información H H H C C H se convierte en H H CH 3 CH 3 ó HC 3 CH 3 Es posible sobreentender incluso a la mayoría de los enlaces sencillos. CH 3 CHCH 2 CH 2 CH 3 CH 3

26 26 En ocasiones se usan paréntesis para condensar más las estructuras. CH 3 CHCH 2 CH 2 CH 3 (CH 3 ) 2 CHCH 2 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CCH 2 CHCH 3 (CH 3 ) 3 CCH 2 CH(CH 3 ) 2 CH 3

27 27 HIDROCARBUROS SATURADOS

28 28 Clasificación de hidrocarburos Alcanos: Hidrocarburos saturados, con enlaces sencillos únicamente, pueden ser de cadena abierta o cerrada. Parafinas. C n H 2n+2

29 29 Hidrocarburos (contienen sólo carbono e hidrógeno) Alifáticos (cíclicos y acíclicos) Aromáticos (anillo bencénico) Alcanos (parafinas) Alquenos (olefinas) Alquinos (acetilenos) Benceno y sus derivados Polinucleares CH 3 CH 3 ETANO CH 2 =CH 2 ETENO CH CH ETINO Ejemplos

30 30 Nomenclatura 1. Se determina cuál es la cadena continua de átomos de carbono más larga de la estructura que es la cadena principal para la nomenclatura. 2. Se agrega un prefijo en ano que especifique el número de átomos de carbono en la cadena principal.

31 Los prefijos, hasta C-10, son los siguientes: met- 1 C hex- 6 C et- 2 C hept-7 C prop-3 C oct- 8 C but- 4 C non- 9 C pent-5 C dec- 10 C En el caso de los cicloalcanos, la aplicación es así: Ciclopropano, ciclobutano, ciclohexano, etc.

32 32 A partir del butano los nombres de los compuestos orgánicos llevan el prefijo: Penta 5 átomos de C Hexa 6 átomos de C Hepta 7 átomos de C Octo 8 átomos de C Nona 9 átomos de C Deca 10 átomos de C Undeca 11 átomos de C Sabias que... Al aumentar el número de Carbonos en los alcanos se van modificando sus propiedades físicas, por ejemplo los primeros cuatro alcanos son gases a temperatura ambiente y del Pentano al Decano son líquidos. Además al aumentar el tamaño molecular ( Nº de C), se incrementa el punto de ebullición.

33

34 34 HIDROCARBUROS INSATURADOS

35 35 Nomenclatura de alquenos 1. Se utiliza la terminación eno para todos los alquenos y cicloalquenos. 2. Como prefijo a esta terminación, se cuenta el número de átomos de carbono en la secuencia más larga que incluya el enlace doble. A continuación, se utiliza el mismo prefijo que se aplicaría si el compuesto fuera saturado. Doble enlace Eteno

36 36

37 37 Alquinos Alquinos: hidrocarburos insaturados con triples ligaduras. Nomenclatura: terminación en ino. Las localizaciones de los grupos sustituyentes de los alquinos ramificados y los alquinos sustituidos también se indican mediante números.

38 38

39 Grupos Funcionales 39 El estudio de la química orgánica se organiza alrededor de los grupos funcionales. Son los fragmentos moleculares que incluyen átomos de no metales distintos al C y al H, o que poseen enlaces dobles o triples, son los sitios específicos de los compuestos orgánicos que atacan más frecuentemente otras sustancias químicas.

40 Clasificación de Compuestos orgánicos Oxigenados. 40

41 Alcohol 41 Grupos hidroxi: -OH, cuando está unido a una cadena hidrocarbonada produce un compuesto llamado alcohol. Se nombran con el sufijo ol Etanol: CH3CH2OH 3,6,7-Trimetil-4-nonanol

42 42 Cómo se nombran los alcoholes? Se elige la cadena más larga que contiene el grupo hidroxilo (cadena fundamental). Esto forma la base del nombre del compuesto, cambiando la terminación "o" del hidrocarburo correspondiente por el sufijo "ol". La numeración de la cadena fundamental se realiza de modo que la posición del hidroxilo quede establecida por el número menor posible. Se nombran las ramificaciones y sustituyentes indicando sus posiciones mediante números.

43 Algunos ejemplos 43

44 44

45 Grupo carbonilo: -C=O. Es uno de los más importantes y reactivos, tanto en células como en química orgánica en general. Aldehído Cetona 45 CHO

46 Cómo se nombran los aldehídos? 46 La cadena mayor que contiene al grupo funcional CHO, se considera como base para nombrar al compuesto. La terminación "o" del alcano, se cambia por "al". Las posiciones de los sustituyentes, se indican mediante los números menores posible, reservando el 1 para el carbono carbonílico. Metanal Etanal Propanal

47 Cómo se nombran las cetonas? Se considera la cadena mayor la que contiene el grupo carbonilo como base y la terminación "o" del alcano correspondiente se cambia por "ona". 47 Las posiciones de los sustituyentes se indican mediante números, utilizando el menor número posible para el grupo carbonilo. Propanona 2- butanona 2-pentanona

48 EJEMPLOS 48

49 Cómo se nombran los ácidos carboxílicos? 49 Sigue las mismas reglas que para los aldehídos, solo que comienzan a nombrarse con la palabra ácido y se cambia la terminación "al" del aldehído por "oico" ácido metanoico ácido etanoico ácido propanoico

50 EJEMPLO 50

51 51

52 CONTINUAMOS CON LOS REFRIGERANTES

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