PRINCIPIOS DE LA QUÍMICA ORGÁNICA E HIDROCARBUROS ACTIVIDAD COLABORATIVA

PRINCIPIOS DE LA QUÍMICA ORGÁNICA E HIDROCARBUROS

ACTIVIDAD COLABORATIVA

Estudiante

DAVINSON GUIRRE RODRIGUEZ

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Tutora

ALBA JANNETH PINZON

GRUPO 100416_103

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UDAD

TECNOLOGÍA EN SANEAMIENTO AMBOENTAL

ZCSUR CEAD Pasto

Septiembre  de 2015

Preguntas orientadas para resolver el problema de la Unidad

1.  ¿En qué consiste la Química de los alcanos?

Los alcanos son hidrocarburos compuestos exclusivamente por carbono e hidrógeno que solo contienen enlaces simples carbono-carbono.

Estos alcanos se clasifican en lineales, ramificados, cíclicos y poli cíclicos.

Estos se nombran terminando con el prefijo en -ano que indica el número de carbonos de la molécula. Ejemplo: Metano, Etano, Propano… etc.

• Propiedades físicas de los alcanos.

Los alcanos son no polares, ya que están formados sólo por carbono e hidrógeno. Debido a esto son insolubles en agua, son excelentes disolventes de grasas y algunas ceras,  tienen puntos de fusión y ebullición bajos y aumentan a medida que crece el número de carbonos debido a interacciones entre moléculas por fuerzas de London.
Los alcanos de bajo peso molecular (metano, etano, propano y butano) son gases, pero a medida que el número de carbonos en la serie homóloga aumenta también lo hace el número de pequeños dipolos instantáneos porque crece el número de enlaces C-C y C-H y así las moléculas se mantienen más fijas, y el compuesto se presenta a temperatura ambiente como líquido. Los alcanos lineales tienen puntos de ebullición más elevados que sus isómeros ramificados.

• Isómeros conformacionales: Los alcanos no son rígidos debido al giro alrededor del enlace C-C. Se llaman conformaciones a las múltiples formas creadas por estas rotaciones.
• Proyección de Newman: La energía de las diferentes conformaciones puede verse en estas proyecciones. En el caso del etano la conformación eclipsada es la de mayor energía, debido a las repulsiones entre hidrógenos.
• Diagramas de energía potencial: Las diferentes conformaciones se puede representar en un diagrama de energía potencial donde podemos ver que conformación es más estable y la energía necesaria para pasar de unas conformaciones a otras.

• Propiedades químicas de los alcanos: Son compuestos poco reactivos debido a que no tiene sitios de reacción con electrones disponibles, por esto no sufren de transformaciones en presencia de ácidos, bases, metales sin la presencia de energía.
  

1. ¿En qué consiste la Química de los alquenos?

Los alquenos son hidrocarburos con enlaces dobles carbono-carbono. Se denomina también olefinas. En los más simples están el etileno cuya fórmula molecular es C2H4. El doble enlace se representa, en una estructura de Lewis, mediante dos pares de electrones entre los átomos de carbono. La longitud del enlace C=C en el etileno es de 1.33 Å, mucho más corto que el enlace simple C-C del etano que es de 1.54 Å.

En la nomenclatura de los Alquenos encontramos que, La IUPAC da el nombre de  los alquenos cambiando la terminación -ano por -eno.  Elige como cadena principal a la más larga que contenga el doble enlace y se enumera para que tome el localizador más bajo.

Propiedades Físicas y Químicas de los Alquenos:

• El punto de fusión y ebullición: aumentan con el peso molar de manera similar a los alcanos.
• La densidad de los alquenos: son todos menos densos que el agua. Esta se halla alrededor de 0,7 g/ml.
• La Solubilidad: son solubles en solventes no polares o poco polares como el benceno, éter o cloroformo
• Los isómeros geométricos tienen diferentes puntos de fusión, ebullición, densidad, solubilidad, etc, lo que se utiliza para identificarlos.

• Estructura del doble enlace: Los alquenos son planos con carbonos de hibridación sp2. El doble enlace está formado por un enlace σ que se consigue por solapamiento de híbridos sp2 y un enlace π que se logra por solapamiento del par de orbitales p perpendiculares al plano de la molécula.
• Estabilidad del doble enlace: Los dobles enlaces se estabilizan por hiperconjugación, de modo que un alqueno es tanto más estable cuantos más sustituyentes partan de los carbonos sp2.
• Síntesis de alquenos: Los alquenos se obtienen mediante reacciones de eliminación a partir de halo alcanos y mediante deshidratación de alcoholes.
• Reacciones de alquenos: Los alquenos adicionan gran variedad de reactivos al doble enlace. Así, reaccionan con los ácidos de los halógenos, agua en medio ácido.

1. ¿En qué consiste la química de los Alquinos?

Los alquinos son hidrocarburos que se caracterizan por la presencia de un triple enlace carbono-carbono. Estos tienen el triple enlace en un extremo de la cadena se denominan alquinos terminales o mono sustituidos. Los alquinos disustituidos son los que tienen un triple enlace interno. El triple enlace carbono-carbono es un grupo funcional, que reacciona con muchos de los reactivos y estos a su vez reaccionan con el doble enlace de los alquenos.

Propiedades Físicas y Químicas:

• Los puntos de fusión y ebullición aumentan con el peso molar de manera similar a los alcanos y alquenos, pero acá resultan ser ligeramente superiores. Son poco polares  por lo tanto insolubles en agua, pero sí muy solubles en benceno, éter y tetracloruro de carbono.
• Estos pueden hidrogenarse adicionando hidrógeno en el triple enlace dando como producto el alcano correspondiente. Como tienen un carácter ligeramente ácido reaccionan con bases de los metales alcalinos y alcalinos térreos dando como productos sales que son valiosos reactivos químicos.

• En su nomenclatura: Se nombran sustituyendo la terminación –ano por –ino.  El etino o acetileno es el alquinos más. Elige como cadena principal a la más larga que contenga el triple enlace y se enumera de modo que este tome el localizador más bajo posible.
• Estructura y enlace en alquinos: El triple enlace está compuesto por dos enlaces π perpendiculares entre sí, formados por orbitales p no hibridados y un enlace sigma formado por híbridos sp.
• Acidez del hidrógeno en alquinos terminales: Estos tienen hidrógeno ácido de pKa =25 que se puede arrancar empleando bases fuertes, como el amiduro de sodio en amoniaco líquido. La base conjugada (acetiluro) es un buen nucleófilo por lo que se puede utilizar en reacciones de alquilación.
• Estabilidad del triple enlace: La hiperconjugación estabiliza a los alquinos, el alquino interno es más estable que el terminal.
• Síntesis de alquinos: Se obtienen mediante reacciones de eliminación a partir de dihaloalcanos vecinales o geminales.
• Hidrogenación de alquinos: La hidrogenación catalítica los convierte en alcanos, aunque es posible parar en el alqueno mediante catalizadores envenenados. El sodio en amoniaco líquido hidrogena el alquino a alqueno trans, reacción conocida como reducción monoelectrónica.
• Reactividad de alquinos: El sulfúrico acuoso en presencia de sulfato de mercurio como catalizador hidrata los alquinos Markovnikov, dando cetonas. La hidroboración con boranos impedidos, seguida de oxidación con agua oxigenada, produce enoles que se tautomerizan a aldehídos o cetonas. El bromo molecular y los HX se adicionan a los alquinos de forma similar a los aquenos.

1. ¿En qué consiste la química de los aromáticos?

Los Aromáticos son sistemas clínicos que poseen una gran energía de resonancia y en los que todos los átomos del anillo forman parte de un sistema conjugado único.

Los hidrocarburos aromáticos constituyen un grupo dentro de los hidrocarburos clínicos no saturados. Todos ellos se derivan de uno de ellos el benceno.según indica su nombre este compuesto es un hidrocarburo clínico con seis átomos de carbono y tres dobles enlaces -trieno- su fórmula empírica es C6H6 y también se les llama algunas veces feno.

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