HIDROCARBUROS

INTRODUCCION.

Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. La estructura molecular consiste en un armazón de átomos de carbono a los que se unen los átomos de hidrógeno. Los hidrocarburos son los compuestos básicos de la Química Orgánica. Las cadenas de átomos de carbono pueden ser lineales o ramificadas y abiertas o cerradas. Los que tienen en su molécula otros elementos químicos (heteroátomos), se denominan hidrocarburos sustituidos.

Los hidrocarburos se pueden clasificar en dos tipos, que son alifáticos y aromáticos. Los alifáticos, a su vez se pueden clasificar en alcanos, alquenos y alquinos según los tipos de enlace que unen entre sí los átomos de carbono. Las fórmulas generales de los alcanos, alquenos y alquinos son CnH2n+2, CnH2n y CnH2n-2, respectivamente.

Forman el esqueleto básico de las moléculas de la materia orgánica, por lo que también son conocidos como compuestos orgánicos.

Asimismo los podemos encontrar en formaciones geológicas, tanto en estado líquido (denominado comúnmente con el nombre de petróleo) como en estado gaseoso (gas natural). Así es como estos hidrocarburos estipulan una actividad económica de primera importancia a nivel mundial, pues constituyen los principales combustibles fósiles, además sirven de materia prima para todo tipo de plásticos, ceras y lubricantes. Pero, son estas formas de elevado valor económico (petróleo y sus derivados), las responsables de graves problemas de contaminación en el medio natural, a nivel de superficie e incluso afectan a grandes reservas de agua subterránea.

UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA

PROGRAMA: INGENIERÍA AMBIENTAL

ASIGNATURA: QUIMICA ORGÁNICA

TEMA HIDROCARBUROS

TALLER VIRTUAL

OBJETIVO GENERAL: Construir conceptos sobre estructura, propiedades y aplicaciones de los compuestos hidrocarburos.

1. Elaborar representaciones de las estructuras químicas de los hidrocarburos

2. Mencionar tres propiedades físicas de los alcanos, alquenos y alquinos

3. Citar dos reacciones químicas de los hidrocarburos

4. Explicar la relación de los hidrocarburos con la utilización de combustibles

5. Describir la importancia de los hidrocarburos en la composición del gas natural

6. Señalar aspectos químicos y físicos del metano

7. Exponer conceptos básicos en la formación de la gasolina

8. Explicar la formación e importancia de los derivados halogenados de los hidrocarburos

9. Elaborar un texto sobre las propiedades y aplicaciones del etileno

10. Elaborar un resumen sobre el proceso químico en la producción de petróleo

1. ELABORAR REPRESENTACIONES DE LAS ESTRUCTURAS QUÍMICAS DE LOS HIDROCARBUROS

Ejemplo de alcanos:

• Propano

• Metano

• Butano

Ejemplos de alquenos:

• 1-buteno

• 4-metil-1-penteno

• 3- propil- 1, 4 hexadieno

Ejemplos de alquinos:

• 4-metil-2-hexino

• 6-metil-3-propil-1,4-heptadiíno

• 3-penten-1-ino

2. MENCIONAR TRES PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ALCANOS, ALQUENOS Y ALQUINOS

PROPIEDADES FISICAS:

ALCANOS:

Punto de ebullición

Puntos de fusión (azul) y de ebullición (rojo) de los primeros 14 n-alcanos, en °C.

Los alcanos experimentan fuerzas intermoleculares de van der Waals y al presentarse menores fuerzas de este tipo aumenta el punto, además los alcanos se caracterizan por tener enlaces simples.

Hay dos detergentes determinantes de la magnitud de las fuerzas de van der Waals:

• el número de electrones que rodean a la molécula, que se incrementa con la masa molecular del alcano

• el área superficial de la molécula

Punto de fusión

El punto de fusión de los alcanos sigue una tendencia similar al punto de ebullición. Esto es, (si todas las demás características se mantienen iguales), la molécula más grande corresponde mayor punto de fusión. Hay una diferencia significativa entre los puntos de fusión y los puntos de ebullición: los sólidos tienen una estructura más rígida y fija que los líquidos. Esta estructura rígida requiere energía para poder romperse durante la fusión. Entonces, las estructuras sólidas mejor construidas requerirán mayor energía para la fusión. Para los alcanos, esto puede verse en el gráfico anterior. Los alcanos de longitud impar tienen puntos de fusión ligeramente menores que los esperados, comparados con los alcanos de longitud par. Esto es debido a que los alcanos de longitud par se empacan bien en la fase sólida, formando una estructura bien organizada, que requiere mayor energía para romperse. Los alcanos de longitud impar se empacan con menor eficiencia, con lo que el empaquetamiento más desordenado requiere menos energía para romperse.

Los puntos de fusión de los alcanos de cadena ramificada pueden ser mayores o menores que la de los alquenos

Conductividad

Los alcanos son malos conductores de la electricidad y no se polarizan sustancialmente por un campo eléctrico.

Solubilidad en agua

Solubilidad en otros solventes.

Densidad

ALQUENOS

La presencia del doble enlace modifica ligeramente las propiedades físicas de los alquenos frente a los alcanos. De ellas, la temperatura de ebullición es la que menos se modifica. La presencia del doble enlace se nota más en aspectos como la polaridad y la acidez.

Polaridad

Dependiendo de la estructura, puede aparecer un momento dipolar débil. Él enlace alquilo-alquenilo está polarizado en la dirección del átomo con orbital sp2, ya que la componentes de un orbital sp2 es mayor que en un sp3 (esto podría interpretarse como la proporción de s a p en la molécula, siendo 1:2 en sp2 y 1:3 en sp3, aunque dicha idea es simplemente intuitiva). Esto es debido a que los electrones situados en orbitales híbridos con mayor componente s están más ligados al núcleo que los p, por tanto el orbital sp2 es ligeramente

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