Revista De Quimica

Características del átomo de carbono

El carbono es el elemento número 6 de la tabla periódica (Z=6 y A=12). Su estructura electrónica es 1s2 2s2 2p2.

Como ya se ha dicho, es el elemento más importante de los seres vivos, aunque no sea el que se encuentra en más abundancia. En la corteza terrestre es un elemento relativamente raro. Lo encontramos en la atmósfera en forma de CO2, disuelto en las aguas formando carbonatos y en la corteza constituyendo las rocas calizas (CO3Ca) el carbón y el petróleo.

Propiedades de los compuestos orgánicos

• Combustibilidad. Los compuestos orgánicos generalmente son combustibles. Los derivados del petróleo, carbón y gas natural -llamados combustibles fósiles- arden, produciendo dióxido y monóxido de carbono, agua y gran cantidad de energía.

• Conductividad. Debido a que el enlace entre sus moléculas es covalente, las soluciones de los compuestos del carbono no se ionizan y, por tanto, no conducen la corriente eléctrica.

• Densidad. Muchos compuestos orgánicos tienen menor densidad que el agua, por lo que flotan sobre ella.

• Puntos de fusión y ebullición. Ambos son relativamente bajos.

• Solubilidad. Muchos compuestos orgánicos son insolubles en el agua, pero solubles en disolventes no polares, como gasolina, benceno, éter o tetracloruro de carbono y acetona.

• Enlaces. El carbono tiene la capacidad de unirse mediante enlaces covalentes con otros átomos de carbono y, al mismo tiempo, con otros elementos formando grandes cadenas de números ilimitados de átomos y, además, anillos de diversas formas. Esto hace posible la existencia de millones de compuestos orgánicos.

• Masa molecular. Las moléculas orgánicas son complejas debido a su alta masa molecular. Es el caso de los plásticos, carbohidratos, ácidos nucleicos (ADN), grasas, vitaminas, hormonas y otros. Por ejemplo, la masa molecular de una proteína oscila entre 12,000 y 100,000 urna, mientras que hay compuestos inorgánicos —como por ejemplo el ácido sulfúrico— cuya masa molecular es de 98 urna.

• Isomería. Una característica de los compuestos orgánicos es que dos o más compuestos pueden tener la misma fórmula molecular, pero diferentes propiedades. Por ejemplo, el alcohol etílico o etanol y el éter dimetílico tienen la misma fórmula molecular, pero el alcohol etílico es un líquido presente en las bebidas alcohólicas y el éter dimetílico es un gas utilizado como anestésico.

• Reactividad: las reacciones de los compuestos orgánicos suelen ser er general lentas y complicadas, a diferencia de las reacciones de los compuestos iónicos, que suelen ser sencillas y casi instantáneas.

Tipos de fórmulas de los compuestos orgánicos

Formula general y fuente de obtención de los hidrocarburos

Nombre Fórmula molecular Fórmula semidesarrollada

Metano CH4 CH4

Etano C2H6 CH3 – CH3

Propano C3H8 CH3 – CH2 – CH3

Butano C4H10 CH3 – CH2 – CH2 – CH3

Pentano C5H12 CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

Hexano C6H14 CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

Heptano C7H16 CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

Octano C8H18 CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

Nonano C9H20 CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

Decano C10H22 CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

ALCANOS

Los hidrocarburos saturados de cadena abierta forman un grupo homólogo denominado alcanos o parafinas. La composición de todos los miembros del grupo responde a la fórmula CnH2n +2, donde n es el número de átomos de carbono de la molécula. Los cuatro primeros miembros del grupo son el metano, CH4, el etano, C2H6, el propano, C3H8 y el butano, C4H10. Todos los miembros alcanos son inertes, es decir, no reaccionan fácilmente a temperaturas ordinarias con reactivos como los ácidos, los álcalis o los oxidantes. Los primeros cuatro miembros del grupo son gases a presión y temperatura ambiente; los miembros intermedios son líquidos, y los miembros más pesados son semisólidos o sólidos. El petróleo contiene una gran variedad de hidrocarburos saturados, y los productos del petróleo como la gasolina, el aceite combustible, los aceites lubricantes y la parafina consisten principalmente en mezclas de estos hidrocarburos que varían de los líquidos más ligeros a los sólidos.

Los alcanos pueden obtenerse de fuentes naturales o de fuentes sintéticas. Como fuentes naturales de hidrocarburos se tiene el petróleo, el gas natural y el gas de hulla. El gas natural está constituido principalmente por metano y etano. El petróleo es una mezcla muy compleja de hidrocarburos sólidos, líquidos y gaseosos.

Obtención de los alcanos:

Los cicloalcanos también pueden obtenerse por este método. En lugar de la hidrogenación catalítica, la reducción de los alquenos puede hacerse con litio y amoniaco, a baja temperatura.

Principales Raciones De Los alcanos:

Combustión: Todo alcano que se combina con O2 produce CO2, H2O y Energía.

CnH2n+2 + O2 è nCO2 + (n+1) H2O + Energía

Pirolisis o Cracking: Los alcanos de masa molecular elevada se pasan por tubos calentados entre 500 y 700 °C usando catalizadores, produciendo alcanos menores, alquenos e hidrógeno. Este tratamiento se usa para obtener gasolinas de alto octanaje.

Halogenación: Se usan catalizadores en forma de peróxidos y temperaturas entre 250 y 400 °C. Produciendo halogenuros de alquilo y el ácido halogenado correspondiente, las mezclas son difíciles de separar.

Nitración: Se lleva acabo con un oxidante como el ácido nítrico HNO3 a 420 °C.

Reacción de los Alquinos: Muchas de las reacciones de los alquinos son reacciones de adición que siguen el siguiente esquema:

Por deshidrohalogenación de dihalogenuros de alquilo vecinales. ( X = Cl , Br )

Esta reacción se lleva a efecto en un medio fuertemente básico. (NH2-), usando amoníaco líquido como solvente

Por deshidrohalogenación de dihalogenuros de alquilo geminales. ( X = cl , Br )

Esta reacción también hace uso de una base fuerte como el anión

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