Aspectos Elementales de Química Orgánica

Aspectos Elementales de Química Orgánica

Enrique Vera Viera

INTRODUCCIÓN

        La Química Orgánica estudia principalmente a los compuestos que se derivan o que contienen carbono.  Gracias a la capacidad, que el átomo de carbono, tiene para enlazarse a sí mismo, actualmente se conocen más de 7 millones de compuestos orgánicos, en razón de la cual hubo la necesidad de que estos compuestos fueran estudiados en una rama de la Química. El término “orgánica” fue impuesto sobre la base de la teoría vitalista que sostenía que estos compuestos sólo podían formarse en los organismos vivos, es decir en la “materia organizada”.  En 1828 Frederich Wöhler, hizo reaccionar cianato de potasio, KOCN, con cloruro de amonio NH4Cl para obtener cianato de amonio; los resultados fueron sorprendentes, pues en esta reacción obtuvo la úrea, OC(NH2)2, con esto se destruyó la hipótesis vitalista, y actualmente, muchos compuestos sintetizados por los organismos vivos, son sintetizados en el laboratorio.

        Siendo el campo de estudio de la Química Orgánica, sumamente amplio, estudiaremos algunas generalidades que nos permitirán dilucidar cierto número de casos, en el comportamiento de especies químicas orgánicas. Los compuestos más sencillos son los denominados hidrocarburos, sobre los cuales pueden insertarse, importantes grupos funcionales, para formar compuestos en una gran diversidad. Muchos de los productos sintéticos utilizados en nuestra vida cotidiana como los plásticos, resinas, perfumes, medicamentos, insecticidas, etc. son compuestos orgánicos; de allí que esta ciencia merece tomarle mucha atención.

BREVE ESTUDIO DEL ÁTOMO DE CARBONO

        Como elemento, el átomo de carbono se ubica en el grupo IVA del segundo período,  de la tabla periódica, su número atómico 6, implica que sus átomos poseen dos electrones en el primer nivel energético y cuatro electrones en la capa de valencia. Tanto el carbono, como sus compuestos, son abundantes en la naturaleza; en la atmósfera se encuentra en forma de CO2 en un volumen aproximado de 0,032% de ella. Los restos de vida animal y vegetal de épocas muy antiguas transformadas en petróleo, asfalto, betún y gases naturales, son compuestos del carbono e hidrógeno conocidos con el nombre de hidrocarburos.

        En estado libre (puro) se encuentra bajo los estados alotròpicos cristalinos, grafito y diamante.

        A pesar de la poca reactividad del carbono, las reacciones que presenta ocurren a elevadas temperaturas y en estas condiciones entra en actividad química con el oxígeno formando CO y CO2, con los metales forman los carburos y con el hidrógeno originan un crecido número de compuestos gracias a su propiedad de «autosaturación», que consiste en unirse a otros átomos de su misma especie y formar cadenas carbonadas en forma indefinida.

        El átomo de carbono presenta los estados de oxidación +2, +4 y – 4, este último prevalece en los compuestos orgánicos por su alta reactividad con respecto al hidrógeno con quien frecuentemente se enlaza.

HIBRIDACIÓN EN ÁTOMOS DE CARBONO

        Las estructuras del átomo de carbono presenta un orbital “s” y tres orbitales “p” en la capa de valencia, cuando ellos se combinan originan orbitales híbridos de los tipos  “sp”, “sp2” y “sp3”.

        El estado“sp3” se denomina hibridación tetraédrica, debido a que los cuatro ejes de los orbitales parten del centro del átomo de carbono, siguiendo la dirección de las líneas imaginarias, que une los vértices de un tetraedro regular con su centro. La estructura del metano es un ejemplo típico de la hibridación“sp3” ; el ángulo de enlace en esta molécula es 109º28’.

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        El segundo estado de hibridación, “sp2”  se denomina trigonal plana, se origina por la combinación del orbital “2s” y dos orbitales “2p” y el orbital “pz” no se hibridiza; los orbitales híbridos“sp2”   pueden formar enlaces sigma,σ y el orbital puro “2pz” forma el enlace covalente pi, π. El ángulo de enlace es de 120º; el compuesto más sencillo que presenta este tipo de hibridación, es el eteno cuya estructura presenta enlace sigma,σ y pi, π entre los átomos de carbono.

                                                                   π                                      

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