Formulación química e introducción a la química orgánica

Tabla de cationes y aniones


Apuntes de formulación química (inorgánica y orgánica)


Formulación química v1 from Víctor M. Jiménez Suárez

Webs para practicas formulación orgánica

¿Por qué el carbono?

La configuración electrónica del carbono (1s2 2s2p2) con cuatro electrones de valencia, que le llevan a tratar de compartirlos para adquirir el octeto electrónico completo, junto a su pequeño tamaño y su relativamente alta electronegatividad, explican que el carbono sea capaz de formar la enorme cantidad de compuestos que conforman la química orgánica. En contraste, el silicio, con la misma configuración, pero mucho mayor y menos electronegativo, no es capaz de formar cadenas de átomos de silicio, lo que limita las posibilidades de una química análoga a la del carbono.

Hasta hace 30 años, se conocían dos variedades alotrópicas del carbono, el grafito y el diamante, siendo la primera la estable a temperatura y presión ambiente. Sin embargo, en estos últimos 30 años, se han descubierto varios otros alótropos del carbono, con propiedades significativamente diferentes e interesantes. La última, el grafeno, descubierta en 2004, le valió en 2010 el Nobel a sus descubridores.


En esta tabla se comparan algunas propiedades de los alótropos más conocidos:


Dureza
Estructura
Color
Conductividad
Punto de fusión
Usos
Grafito
1-2
Capas planas de simetría hexagonal
Negro brillante
Sí
3925
Electrodos, crisoles, lápices
Diamante
10 (máxima)
Tridimensional
Incoloro
No
3823
Joyería, herramientas de corte
Fullereno
<1
C60, forma de balón de fútbol
Negro en polvo, púrpura en solución
No
600 (sublima)
Células fotovoltaicas, electrónica, medicina
Nanotubos
?
Cilindros formados por capas de simetría hexagonal
?
Semiconductor
?
Células fotovoltaicas, electrónica, medicina
Grafeno
?
Monocapa planas de simetría hexagonal
?
Semiconductor
?
Electrónica, sensores,

Los compuestos orgánicos

Las sustancias orgánicas se pueden considerar formadas por un "esqueleto" de átomos de carbono unidos entre sí, del que "cuelgan" otros átomos, grupos de átomos o cadenas. Estos conjuntos adicionales pueden ser simplemente cadenas laterales similares a la principal (radicales) o grupos funcionales, responsables de la química de las sustancia. El tipo de sustancia vendrá determinado por el grupo funcional de más alto rango que posea la molécula, y que se indica por el sufijo final del nombre del compuesto (ver apuntes de formulación).

RADICALES+CADENA+FUNCIÓN

Resultado de imagen de formula desarrollada y semidesarrollada de los alcanos

En principio, se considera que la química de la sustancia sólo depende del tipo de grupo funcional y no de la cadena (el tamaño no influye), y además, salvo casos particulares, los grupos funcionales no interaccionan entre sí, de modo que cada uno reacciona siempre del mismo modo independientemente del compuesto en el que aparezca y de la presencia de otros grupos.
El tamaño de la molécula sí afecta a las propiedades físicas de la misma. En general, los compuestos orgánicos suelen ser covalentes moleculares poco polares, de ahí que suelan tener estas propiedades:
  • puntos de fusión y ebullición bajos
  • malas propiedades mecánicas
  • aislantes térmicos y eléctricos
  • insolubles en agua
  • solubles en disolventes orgánicos
Como el enlace intermolecular predominante serán las fuerzas de Van der Walls, que aumentan con el tamaño, estas propiedades también lo hacen del mismo modo, y así, por ejemplo, si nos fijamos en los alcanos, conforme van siendo más largos, sus puntos de ebullición van creciendo:
Resultado de imagen de alcanos puntos de ebullicion

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