ALQUINOS

Los alquinos son hidrocarburos alifáticos con al menos un triple enlace (dos enlaces π pi y uno Σ sigma) -C≡C- entre dos átomos de carbono. Se trata de compuestos de ácido metaestables debido a la alta energía del triple enlace carbono-carbono. Su fórmula general es C_nH_2n-2 .

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Para nombrar a los hidrocarburos del tipo alquino se siguen ciertas reglas similares a las de los alquenos.

1. Se toma como cadena principal la cadena continua más larga que contenga el a los triples enlaces.
2. La cadena se numera de forma que los átomos del carbono del triple enlace tengan los números más bajos posibles.
3. Dicha cadena principal se nombra con la terminación -ino, especificando el número de átomos de carbono de dicha cadena con un prefijo (et- dos, prop- tres, but- cuatro; pent-; hex-; etc). Ej.: propino, CH₃-C≡CH.
4. En caso necesario, la posición del triple enlace se indica mediante el menor número que le corresponde a uno de los átomos de carbono del enlace triple. Dicho número se sitúa antes de la terminación -ino. Ej.: CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-C≡C-CH₃, hept-2-ino.
5. Si hay varios triples enlaces, se indica con los prefijos di, tri, tetra... Ej.: octa-1,3,5,7-tetraino, CH≡C-C≡C-C≡C-C≡CH.
6. Si existen dobles y triples enlaces, se da el número más bajo al doble enlace. Ej.: pent-2-en-4-ino, CH₃-CH=CH-C≡CH
7. Los sustituyentes tales como átomos de halógeno o grupos alquilo se indican mediante su nombre y un número, de la misma forma que para el caso de los alcanos. Ej.: 3-cloropropino, CH≡C-CH₂Cl; 2,5-dimetilhex-3-ino, CH₃-C(CH₃)-C≡C-C(CH₃)-CH₃.

PROPIEDADES FISICAS

1) Son insolubles en agua, pero bastante solubles en disolventes orgánicos usuales y de baja polaridad: ligroína, éter, benceno, tetracloruro de carbono.

2) Son menos densos que el agua y sus puntos de ebullición muestran el aumento usual con el incremento del número de carbonos y el efecto habitual de ramificación de las cadenas.

3) Los puntos de ebullición son casi los mismos que para los alcanos o alquenos con el mismo esqueleto carbonado.

4) Los tres primeros términos son gases; los demás son líquidos o sólidos.

5)A medida que aumenta el peso molecular aumentan la densidad, el punto de fusión y el punto de ebullición.

6) Los acetilenos son compuestos de baja polaridad, por lo cual sus propiedades físicas son muy semejantes a la de los alquenos y alcanos.

7) Son inflamables.

PROPIEDADES QUIMICAS

Las reacciones más frecuentes son las de adición: de hidrógeno, halógeno, agua, etc. En estas reacciones se rompe el triple enlace y se forman enlaces de menor polaridad: dobles o sencillos.

Hidrogenación en presencia de un catalizador: cis.

Hidrogenación de alquinos[editar]

Los alquinos pueden ser hidrogenados para dar los correspondientes cis-alquenos (doble enlace) tratándolos con hidrógeno en presencia de un catalizador de paladio sobre sulfato de bario o sobre carbonato de calcio (catalizador Lindlar) parcialmente envenenado con óxido de plomo. Si se utiliza paladio sobre carbón activo el producto obtenido suele ser el alcano correspondiente (enlace sencillo).

CH≡CH + H₂ → CH₂=CH₂ + H₂ → CH₃-CH₃

Aunque la densidad de electrones y con esto de carga negativa en el triple enlace es elevada pueden ser atacados por nucleófilos. La razón se encuentra en la relativa estabilidad del anión de vinilo formado.

Frente al sodio o el litio en amoníaco líquido, se hidrogena produciendo trans-alquenos.

CH₃-C≡C-CH₃ + 2 Na + 2 NH₃ → CH₃-CH=CH-CH₃ (trans) + 2 NaNHH₂

Halogenación, hidrohalogenación e hidratación de alquinos[editar]

Así como les ocurre a los alquenos, los alquinos participan en otras reacciones de adición:

Halogenación

Dependiendo de las condiciones y de la cantidad añadida de halógeno (flúor, F₂; cloro, Cl₂; bromo, Br₂...), se puede obtener derivados halogenados del alqueno o del alcano correspondiente.

HC≡CH + Br₂ → HCBr=CHBr

HC≡CH + 2 Br₂ → HCBr₂-CHBr₂

Hidrohalogenación, hidratación, etc.

El triple enlace también puede adicionar halogenuros de hidrógeno, agua, alcohol, etc., con formación de enlaces dobles o sencillos. En general se sigue la regla de Markovnikov.

HC≡CH + H-X → CH₂=CHX donde X = F, Cl, Br...

HC≡CH + H₂O → CHOH=CH₂

Acidez del hidrógeno terminal

En algunas reacciones (frente a bases fuertes, como amiduro de sodio Na-NH₂ en amoniaco NH₃) actúan como ácidos débiles pues el hidrógeno terminal presenta cierta acidez. Se forman acetiluros (base conjugada del alquino)que son buenos nucleófilos y dan mecanismos de sustitución nucleófila con los reactivos adecuados. Esto permite obtener otros alquinos de cadena más larga.

HC≡CH + Na-NH₂ → HC≡C:^- Na⁺

HC≡C:^- Na⁺ + Br-CH₃ → HC≡C-CH₃ + NaBr

En este caso el acetiluro de sodio formado ha reaccionado con bromometano con formación de propino.

APLICACIONES

La mayor parte de los alquinos se fabrica en forma de acetileno. A su vez, una buena parte del acetileno se utiliza como combustible en la soldadura a gas debido a las elevadas temperaturas alcanzadas.

En la industria química los alquinos son importantes productos de partida por ejemplo en la síntesis del PVC (adición de HCl) de caucho artificial etc.

El grupo alquino está presente en algunos fármacos citostáticos.

Los polímeros generados a partir de los alquinos, los polialquinos, son semiconductores orgánicos y pueden ser dotados parecido al silicio aunque se trata de materiales flexibles y largos.

ALQUENOS

Los alquenos son hidrocarburos insaturados que tienen doble enlace carbono-carbono en su molécula. Se puede decir que un alqueno es un alcano que ha perdido dos átomos de hidrógeno produciendo como resultado un enlace doble entre dos carbonos. Los alquenos cíclicos reciben el nombre de cicloalquenos.

Antiguamente se les denominaba como olefinas dadas las propiedades que presentaban sus representantes más simples, principalmente el eteno, para reaccionar con halógenos y producir óleos.

FORMULACION Y NOMENCLATURA DE ALQUENOS

La fórmula general de un alqueno de cadena abierta con un solo doble enlace es C_nH_2n. Por cada doble enlace adicional habrá dos átomos de hidrógeno menos de los indicados en esta fórmula.

Nombres tradicionales

Al igual que ocurre con otros compuestos orgánicos, algunos alquenos se conocen todavía por sus nombres no sistemáticos, en cuyo caso se sustituye la terminación -eno sistemática por -ileno, como es el caso del eteno que en ocasiones se llama etileno, o propeno por propileno.

Nomenclatura sistemática (IUPAC)

1. Nombrar al hidrocarburo principal: Se ha de encontrar la cadena carbonada más larga que contenga el enlace doble, no necesariamente la de mayor tamaño, colocando los localizadores que tengan el menor número en los enlaces dobles, numerando los átomos de carbono en la cadena comenzando en el extremo más cercano al enlace doble. NOTA: Si al enumerar de izquierda a derecha como de derecha a izquierda, los localizadores de las insaturaciones son iguales, se busca que los dobles enlaces tenga menor posición o localizador más bajo.

2. Si la cadena principal tiene sustituyentes iguales en el mismo átomo de carbono separando por comas los números localizadores que se repiten en el átomo, estos se separan por un guion de los prefijos: di, tri, tetra, etc. Respectivamente al número de veces que se repita el sustituyente.

3. Los sustituyentes se escriben de acuerdo al orden alfabético con su respectivo localizador.

4. Si en la cadena principal existen varios sustituyentes ramificados iguales se coloca el número localizador en la cadena principal separando por un guion, y se escribe el prefijo correspondiente al número de veces que se repita con los prefijos: bis, tris, tetraquis, pentaquis, etc. Seguido de un paréntesis dentro del cual se nombra al sustituyente complejo con la terminación -IL.

5. Realizado todo lo anterior con relación a los sustituyentes, se coloca el número de localizador del doble enlace en la cadena principal separada de un guion, seguido del nombre de acuerdo al número de átomos de carbono reemplazando la terminación -ano por el sufijo -eno.

6. Si se presentan más de un enlace doble, se nombra indicando la posición de cada uno de los dobles enlaces con su respectivo número localizador, se escribe la raíz del nombre del alqueno del cual proviene, seguido de un prefijo de cantidad: di, tri, tetra, etc. y utilizando el sufijo -eno. Ej:-dieno, -trieno y así sucesivamente.

ALCANOS

Los alcanos son hidrocarburos, es decir, compuestos que solo contienen átomos de carbono e hidrógeno. La fórmula general para alcanos alifáticos (de cadena lineal) es C_nH_2n+2,​ y para cicloalcanos es C_nH_2n.​ También reciben el nombre de hidrocarburos saturados, ya que carecen de enlaces dobles o triples y, por tanto, todos sus carbonos presentan hibridación sp. Además, carecen de grupos funcionales.

ALCANOS ALIFATICOS (DE PRIMER ORDEN)

Los alcanos alifáticos pueden ser de cadena lineal o ramificada, siendo la relación de carbono e hidrógeno C_nH_2n+2, donde "n" representa el número de átomos de carbono de la molécula. Su reactividad es muy reducida en comparación con otros compuestos orgánicos. Todos los enlaces de los alcanos son sencillos (esto es, de tipo sigma), es decir, covalentes que comparte un par de electrones en un orbital s, por lo cual la estructura de un alcano sería de la forma, donde cada línea o barra representa un enlace covalente donde se comparten equitativamente un par de electrones entre los átomos enlazados.

El alcano más sencillo es el metano con un solo átomo de carbono. Otros alcanos conocidos son el etano, propano y el butano con dos, tres y cuatro átomos de carbono respectivamente. A partir de cinco carbonos, los nombres se derivan de acuerdo al número de átomos de carbono que posea la molécula.

El polietileno (PE) es químicamente el polímero más simple representado con su unidad repetitiva (CH₂-CH₂)_n. Se obtiene de la polimerización del etileno. El polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE, UHMW) es un polímero de cadena lineal no ramificada extremadamente larga, con una masa molecular generalmente entre 3.5 y 7.5 millones de Daltones.

CICLOALCANOS

Los alcanos cíclicos o cicloalcanos son, como su nombre indica, hidrocarburos de cadena cíclica. En ellos la relación C/H es C_nH_2n. Sus características físicas son similares a las de los alcanos no cíclicos, pero sus características químicas difieren sensiblemente, especialmente aquellos de cadena más corta, que tienen propiedades más similares a las de los alquinos.

Para detalles de la nomenclatura de cicloalcanos, consulte Nomenclatura de hidrocarburos monocíclicos, Nomenclatura de hidrocarburos policíclicos con puentes, Compuesto espiro, Sistema de nomenclatura de fusión, y nomenclatura de agrupaciones de ciclos.

NOMENCLATURA ORGANICA

Nomenclatura de sustitución

Es la nomenclatura principal para nombrar compuestos orgánicos, los cuales se tratan como una combinación de un compuesto padre y de grupos funcionales, uno de los cuales se designa como el grupo funcional principal. El grupo principal formará la cadena principal, mientras que el resto podrá formar parte de la cadena principal o formar cadenas laterales.

Creación de nombres sistemáticos

La formación de un nombre sistemático requiere varios pasos:

1. Determinar el grupo funcional principal que se nombrará mediante un sufijo.
2. Determinar la cadena principal, que ha de contener el grupo principal.
3. Nombrar la cadena principal y especificar cualquier insaturación (enlaces C=C y C≡C).
4. Combinar el nombre de la cadena principal con el sufijo del grupo funcional principal.
5. Identificar los sustituyentes y ordenar sus prefijos alfabéticamente.
6. Insertar prefijos multiplicadores y localizadores.

PIN

La nueva edición del Libro Azul incorpora un conjunto jerárquico de criterios para elegir el nombre único que se prefiere a efectos de regulación, el Preferred IUPAC Name, o PIN.

Grupos funcionales — sufijos y prefijos

Un grupo funcional es un átomo o grupo de átomos dentro de una molécula que puede ser responsable de las reacciones químicas características de esa molécula. La siguiente tabla muestra la fórmula, sufijo (si es principal) y prefijo de cada uno de ellos, en orden decreciente de prioridad.

(CONCEPTO E HISTORIA) QUIMICA ORGANICA

CONCEPTO

La química orgánica es la rama de la química que estudia una clase numerosa de moléculas que en su gran mayoría contienen carbono formando enlaces covalentes: carbono-carbono o carbono-hidrógeno y otros heteroátomos, también conocidos como compuestos orgánicos. Debido a la omnipresencia del carbono en los compuestos que esta rama de la química estudia, esta disciplina también es llamada química del carbono.

HISTORIA

La química orgánica constituyó o se instituyó como disciplina en los años treinta. El desarrollo de nuevos métodos de análisis de las sustancias de origen animal y vegetal, basados en el empleo de disolventes, como el éter o el alcohol, permitió el aislamiento de un gran número de sustancias orgánicas que recibieron el nombre de "principios inmediatos". La aparición de la química orgánica se asocia a menudo al descubrimiento, en 1828, por el químico alemán Friedrich Wöhler, de que la sustancia inorgánica cianato de amonio podía convertirse en urea, una sustancia orgánica que se encuentra en la orina de muchos animales. Antes de este descubrimiento, los químicos creían que para sintetizar sustancias orgánicas, era necesaria la intervención de lo que llamaban ‘la fuerza vital’, es decir, los organismos vivos. El experimento de Wöhler​ rompió la barrera entre sustancias orgánicas e inorgánicas. De esta manera, los químicos modernos consideran compuestos orgánicos a aquellos que contienen carbono e hidrógeno, y otros elementos (que pueden ser uno o más), siendo los más comunes: oxígeno, nitrógeno, azufre y los halógenos.

En 1856, sir William Henry Perkin, mientras trataba de estudiar la quinina, accidentalmente fabricó el primer colorante orgánico ahora conocido como malva de Perkin.

La diferencia entre la química orgánica y la química biológica,es que en la segunda las moléculas de ADN tienen una historia y, por ende, en su estructura nos hablan de su historia, del pasado en el que se han constituido, mientras que una molécula orgánica, creada hoy, es sólo testigo de su presente, sin pasado y sin evolución histórica.

COMPUESTOS TERCIARIOS

 

Compuestos ternarios. Son aquellos en los que se involucran tres elementos químicos. Tales como:

Hidróxidos. Son compuestos resultantes de la unión de un elemento metálico con un grupo hidroxilo (OH–). Son comúnmente llamados “bases” o “álcalis”. A temperatura ambiente son sólidos y generalmente son corrosivos. Reaccionan con los ácidos para producir sales.

Oxácidos. Son compuestos ácidos que se forman por la reacción entre un anhídrido (un óxido no metálico) y agua. Su fórmula siempre depende de un patrón HaAbOc, donde A es un metal de transición o un no metal, y a, b, y c son los subíndices que indican la cantidad de cada átomo. Estos compuestos tienen propiedades ácidas, su pH es menor que 7.

Sales ternarias. Son compuestos formados por conjuntos de átomos cargados eléctricamente, ya sean cationes (+) o aniones (-). Estas sales están compuestas por solo tres tipos de átomos. Sus propiedades son equivalentes a las de las sales binarias

Algunos ejemplos comunes de los compuestos anteriormente detallados son:

• Ácidos binarios o hidrácidos. Ácido fluorhídrico (HF_(ac)), ácido clorhídrico (HCl_(ac)).
• Oxácidos. Ácido sulfúrico (H₂SO₄), ácido carbónico (H₂CO₃), ácido sulfuroso (H₂SO₃).
• Hidruros metálicos. Hidruro de Litio (LiH), hidruro de berilio (BeH₂).
• Hidruros no metálicos. Fluoruro de hidrógeno (HF_(g)), cloruro de hidrógeno (HCl_(g)).
• Bases. Hidróxido de sodio (soda cáustica) (NaOH), hidróxido de magnesio (leche de magnesia) (Mg(OH)₂), hipoclorito de sodio (cloro de piscina y lejía) (NaClO), bicarbonato de sodio (NaHCO₃).
• Óxidos metálicos. Óxido cuproso u óxido de cobre (I) (Cu₂O), óxido cúprico u óxido de cobre (II) (CuO), óxido ferroso u óxido de hierro (II) (FeO), óxido de sodio (Na₂O).
• Óxidos no metálicos. Dióxido de carbono (CO₂), monóxido de carbono (CO), anhídrido sulfuroso o dióxido de azufre (SO₂), monóxido de dibromo u óxido de bromo (I) (Br₂O).
• Sales binarias. Cloruro de sodio (NaCl), bromuro de potasio (KBr), tricloruro de hierro o cloruro de hierro (III) (FeCl₃)
• Sales ternarias. Nitrato de sodio (NaNO₃) , fosfato de calcio (Ca₃(PO₄)₂), sulfato de sodio (Na₂SO₄)

COMPUESTOS BINARIOS

COMO SE CLAISIFICAN LOS COMPUESTOS BINARIOS ?

Los compuestos binarios son mucho más comunes y fáciles de encontrar de lo que uno supone. Por lo general, gran parte de los elementos que nos rodean en nuestra vida cotidiana son elementos complejos que se caracterizan por la unión de dos o más elementos químicos y que son utilizados como tales para labores y acciones específicas (por ejemplo, el bicarbonato de sodio en la cocina). Así, las composiciones binarias pueden ser desarrolladas con objetivos específicos para determinadas acciones

Son aquellos que se componen únicamente de dos elementos químicos, tales como: 

Son aquellos que se componen únicamente de dos elementos químicos, tales como:

Óxidos. Son compuestos formados por la unión del oxígeno (O2) con algún elemento metálico (óxidos básicos) o no metálico (óxidos ácidos) de la Tabla Periódica. Las propiedades de los óxidos son muy diversas, y pueden encontrarse en los tres estados de agregación. Por ejemplo, algunos son gaseosos, como el dióxido de carbono (CO2), y otros son sólidos, como el óxido de magnesio (MgO).

Peróxidos. Los peróxidos se forman por unión del grupo peróxido (O22-) con un elemento metálico. En estos compuestos el oxígeno tiene número de oxidación -1. Pueden ser inflamables y provocar explosiones.

Hidruros. Pueden ser metálicos y no metálicos. Los hidruros metálicos se forman por unión de un anión hidruro (H–) de carga eléctrica negativa, con un catión metálico cualquiera (carga positiva). Los hidruros no metálicos se forman por unión de un no metal (que en este caso siempre reacciona con su menor estado de oxidación), y el hidrógeno. En el caso de los hidruros metálicos pueden presentar propiedades metálicas como la buena conductividad eléctrica. Pueden ser térmicamente inestables y provocar explosiones.

Hidrácidos o ácidos binarios. Son ácidos binarios compuestos por hidrógeno y un no metal diferente del oxígeno. Los ácidos tienen un olor característico y sabor agrio o amargo. Su pH es menor que 7. Además son buenos conductores de electricidad cuando están en disolución acuosa.

Sales binarias. Son compuestos formados por conjuntos de átomos cargados eléctricamente, ya sean cationes (+) o aniones (-). Estas sales están compuestas por dos tipos de átomos. A temperatura ambiente son sólidos cristalinos de elevada temperatura de fusión y ebullición. Son buenas conductoras de la corriente eléctrica en solución acuosa.

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CLASIFICACION DE LOS COMPUESTOS INORGANICOS

 

Los compuestos inorgánicos (o moléculas inorgánicas) son aquellos que se forman por la combinación de elementos metales y no metales de la tabla periódica. Generalmente no tienen carbono y, cuando lo tienen, este no constituye un elemento principal.

Reciben este nombre porque no tienen origen biológico. Es decir, son materia inerte que normalmente procede de la corteza terrestre. También se pueden generar a partir de fenómenos naturales.

Los compuestos inorgánicos pueden formarse a partir de los elementos metales y no metales mediante enlaces iónicos. Este tipo de enlaces se da por la transferencia de electrones de los metales hacia los no metales. Eventualmente, pueden formarse por enlaces covalentes, los cuales solo se establecen entre elementos no metales. Estos, en vez de transferirse los electrones, los comparten.

PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS INORGANICOS

 

Propiedades de los compuestos inorgánicos

Las propiedades de los compuestos inorgánicos se refieren al comportamiento de los mismos frente a determinados factores. Las propiedades más conocidas son:

·         Altos puntos de fusión y ebullición: debido a las características de sus enlaces, los compuestos orgánicos presentan puntos de fusión y ebullición muy superiores a los compuestos orgánicos.

·         Pueden cristalizarse: debido a la falta de movilidad de sus iones, ciertos compuestos inorgánicos tienen la propiedad de la cristalización. Por ejemplo, las sales.

·         Solubilidad en agua: la mayor parte de los compuestos inorgánicos suelen ser solubles en el agua, aunque existen algunas excepciones.

·         Buena conducción del calor y la electricidad: gracias a que se ionizan, son buenos conductores de electricidad cuando se disuelven en agua. También son buenos conductores del calor.

QUIMICA INORGANICA

Se llama química inorgánica a la rama de la química que centra su estudio en la formación, composición, clasificación y reacciones químicas de los compuestos inorgánicos, es decir, de aquellos en los que no predominan los enlaces carbono-hidrógeno (típicos de la química orgánica).

La distinción entre la química orgánica y la química inorgánica no siempre es tan visible como pareciera, y a menudo las dos áreas de estudio se solapan o comparten su campo de conocimientos, como ocurre en la química organometálica (estudia los compuestos químicos que poseen al menos un enlace entre un átomo de carbono que pertenece a un compuesto orgánico y un átomo metálico). 

Por otra parte, antiguamente se clasificaban como “orgánicas” a las sustancias compuestas por carbono que eran extraídas de las plantas y los animales. Mientras que a las sustancias extraídas de las piedras y los minerales se les llamaban “inorgánicas”. En la actualidad, con los avances científicos y tecnológicos es posible sintetizar en los laboratorios químicos sustancias orgánicas, por ejemplo, fulereno y grafeno.

La química inorgánica se utiliza mucho en la geología, la mineralogía, la magneto química, la geoquímica y otros campos de aplicación similares.

Tiene aplicaciones en todos los campos de la industria química, incluyendo catálisis, ciencia de materiales, pigmentos, surfactantes, recubrimientos, fármacos, combustibles y agricultura