Introducción a la Química Orgánica Introducción


Instrucciones a seguir si en esta página hay modelos moleculares

  • A continuación se describen las diferentes formas de representación de la molécula utilizando Jsmol.
  • Haga clic en la (+) del cuadro verde para extenderlo y poder leer la descripción.

  • Para cerrar el cuadro, haga clic en el signo (-).

Instrucciones

Usted tiene las siguientes opciones en este simulador para moléculas pequeñas tanto inorgánicas como orgánicas.

  • En la parte superior, aparecen los botones 2D y 3D para que pueda observar el modelo en dos o tres dimensiones.
  • A continuación se presenta el modelo en dos o tres dimensiones.
  • "Search" puede ser utilizado para buscar alguna molécula, escribiendo el nombre en inglés, por ejemplo al escribir, sulphuric acid (ácido sulfúrico).
  • Color de fondo, sirve seleccionar el color del fondo del modelo en tres dimensiones.
  • Acercar +, acerca el modelo.
  • Acercar -, aleja el modelo.
  • Girar X, Y, Z, para girar el modelo en tres dimensiones en los ejes x, y, z.
  • Alambres, varillas y pelotas y varillas, para cambiar el modelo en tres dimensiones en esas representaciones.
  • Energía, aparce en la parte superior la energía de la molécula en kJ/mol o kcal/mol.
  • Minmizar por MMFF94, normalmente las estructuras iniciales que se crean en los simuladores poseen energías mucho mayores a las que tendría un objeto real, por esta razón, se utilizan algoritmos para calcular las posiciones y fuerzas originales, con el objetivo de minimizarlas y que sean más realistas.
  • Arrastrar Minimizar, usted puede arrastrar un átomo, soltarlo y entonces el sistema hace un cálculo de minimización de energía.
  • Simetría, muestra los planos de simetría en la molécula.
  • Editar, puede editar la molécula agragando o quitando átomos y enlaces.
  • Superficie VDW, La superficie de van der Waals de una molécula es una representación abstracta o modelo de esa molécula, que ilustra dónde, en términos muy generales, podría haber una superficie para la molécula en función de los cortes duros de los radios de van der Waals para átomos individuales, y representa una superficie a través de la cual la molécula podría concebirse interactuando con otras moléculas.
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  • PEM es el mapa de potencial electrostático.
  • Tetraedros, para el caso que exista alguna átomo tetraédrico.
  • Dipolos enlaces, para ver el los dipolos de todos los enlaces.
  • Dipolo molecular, para ver el momento dipolar resultante de toda la molécula.
  • Hibridación sp, sp2 y sp3, para ver la hibridacion del átomo de carbono.
  • Anillo Aromático, muestra los anillos aromáticos de la moléculas.
  • C quiral (nomenclatura R/S) y E/Z para isomería geométrica en alquenos, los descriptores R/S permiten indicar en un compuesto orgánico la configuración (la disposición espacial de los sustituyentes) de un carbono o centro quiral, estereocentro o centro estereogénico, que es el caso de un átomo de carbono con cuatro sustituyentes diferentes. Se añade R o S entre paréntesis como prefijo delante del nombre de la molécula orgánica. En caso de ser más de uno el centro estereogénico, separados por coma se indica el descriptor R o S de cada uno, precedido del número o localizador que identifica su posición.
  • Invertir R/S, para cambiar la quiralidad.
  • Nomenclatura E/Z en Alquenos, el sistema tradicional para nombrar los isómeros geométricos de un alqueno, en el que los mismos grupos están dispuestos de manera diferente, es nombrarlos como cis o trans. Sin embargo, es fácil encontrar ejemplos donde el sistema cis-trans no se aplica fácilmente.
  • N electrones, O electrones y S electrones, para ver los electrones libres del nitrógeno, oxígeno y azufre.
  • C primario, C secundario, C terciario, C cuaternario, identifica la clasificación de los átomos de carbono.
  • Dadores y aceptores de puentes de hidrógeno, señala los átomos que pueden dar o aceptar puentes de hidrógeno
  • Botón 2D, cuando escoge el botón 2D, la aplicación tiene su propio menú y quedan inhabilitados todos los botones 3D.

Introducción a la Química Orgánica

Definición

La química orgánica es la ciencia que estudia los compuestos que contienen carbono. Estos compuestos además del carbono presentan otros elementos como el hidrógeno, el oxígeno, nitrógeno, fósforo y los halógenos. Según el Chemical Abstracts, publicación que resume y clasifica la literatura química, hay más de 50 millones de compuestos orgánicos conocidos. Si bien puede parecer extraño que toda una disciplina se dedique al estudio de un solo elemento en la tabla periódica, esto se debe a que hay muchos más compuestos orgánicos que inorgánicos. Estos comuestos químicos afectan virtualmente cada faceta de nuestras vidas, y por esta razón, es importante y útil saber algo sobre ellos. Cada uno tiene propiedades físicas propias, como punto de fusión y punto de ebullición, así como una reactividad química peculiar.

A lo largo de muchos años de experiencia se ha visto que los compuestos orgánicos se pueden clasificar en familias, de acuerdo con sus características estructurales, y que los miembros de determinada familia suelen tener comportamientos químicos parecidos. En lugar de manejar 50 millones de compuestos con reactividad aleatoria, hay algunas docenas de familias cuya química se puede predecir razonablemente.

Los compuestos orgánicos constituyen la mayor cantidad de sustancias que se encuentran sobre la tierra. Contienen desde un átomo de carbono como el gas CH4 que utilizamos como combustible, hasta moléculas muy grandes o macromoléculas con cientos de miles de átomos de carbono como el almidón constituído por dos macromoléculas, y (se muestra sólo un fragmento de cada una), las proteínas como la albúmina y los ácidos nucleicos como el ácido desoxirribonucleico

La ropa, los alimentos, las medicinas, la gasolina, los refrigerantes y los jabones están compuestos casi exclusivamente por compuestos orgánicos. Alguno, como el algodón, la lana o la seda, son naturales; es decir, pueden aislarse directamente de fuentes naturales. Otros, como el nylon y el poliéster, son sintéticos, lo que significa que son producidos por químicos en el laboratorio. Al estudiar el principios y conceptos de la química orgánica, se puede aprender más sobre compuestos como estos y cómo afectan el mundo que nos rodea.

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La química orgánica nos ha dado a) Contraceptivos orales, b) Jeringas plasticas, c) Antibióticos, d) Válvulas sintéticas para el corazón.

La existencia de tantos compuestos orgánicos de diferentes tamaños se debe principalmente a:

  • La capacidad del átomo de carbono para formar enlaces con otros átomos de carbono.
  • La facilidad con que el átomo de carbono puede formar cadenas lineales, ramificadas, cíclicas, con enlaces sencillos, dobles o triples.

Diferencia entre compuestos orgánicos e inorgánicos

Propiedades

Compuestos orgánicos

 

Compuestos inorgánicos

 

Fuentes Pueden extraerse de materias primas que se encuentran en la naturaleza, de origen animal o vegetal, o por síntesis orgánica. El petróleo, el gas natural y el carbón son las fuentes más importantes. Se encuentran libres en la naturaleza en forma de sales, óxidos.
Elementos

Básicos: C, H.

Ocasionales: O, N, S, y halógenos

Trazas: Fe, Co, P, Ca, Zn

Todos los elementos de la tabla periódica (104).
Enlace predominante Covalente, formados por pares electrónicos compartidos. Iónico formado por iones y metálico formado por átomos.
Estado físico Gases, líquidos o sólidos. Son generalmente sólidos.
Reacciones Lentas y rara vez cuantitativas Instantáneas y cuantitativas.
Volatilidad Volátiles. No volátiles.
Destilación Fácilmente destilables. Difícilmente destilables.
Puntos de fusión Bajos: 300o C Altos: 700o C
Solubilidad en agua No solubles. Solubles.
Solubilidad en solventes orgánicos Solubles. No solubles.
Puntos de ebullición Bajos: las fuerzas entre sí muy débiles. Altos: las fuerzas entre los iones muy fuertes.
Estabilidad frente al calor Muy poco estables, la mayoría son combustibles. Son muy estables, por lo general no arden.
Velocidad de reacción a temperatura ambiente Lentas. Rápidas.
Velocidad de reacción a temperaturas superiores Moderadamente rápidas. Rápidas.
Catalizadores Se utilizan con frecuencia. No.
Reacciones secundarias Presentes, generalmente. No.
Mecanismo de reacción Iónico, por radicales y otros. Generalmente iónico.
Conductividad en solución No conducen la corriente eléctrica (no electrolitos). Conducen la corriente eléctrica (electrolitos).
Isomería Exhiben isomería. La isomería se limita a un reducido número de casos.

¡Atención!

El hombre siempre ha utilizado los compuestos orgánicos y sus reacciones, desde el momento en que descubrió el fuego, cocinó sus alimentos, preparó sus primeras pociones medicinales extrayendo de las plantas compuestos que curaban sus enfermedades.

La química orgánica es un campo inmensamente importante para la tecnología: es la química de los colorantes y las drogas, del papel y las tintas, de las pinturas y los plásticos, de la gasolina y los neumáticos; es la química de nuestros alimentos y de nuestro vestuario.

La química orgánica es fundamental para la biología y la medicina. Los organismos vivos están constituidos principalmente por sustancias orgánicas, además de agua; las moléculas de la biología molecular son orgánicas. A nivel molecular, la biología es química orgánica.