REACCIÓN DE ADICIÓN

REACCIÓN DE ADICIÓN

• Es una reacción donde una o más especies químicas se suman a otra (substrato) que posee al menos un enlace múltiple.• Formando un único producto• Implicando en el substrato la formación de dos nuevos

enlaces y una disminución en el orden o multiplicidad de enlace.

TIPOS

• Adiciones electrófilas (o eletrofílicas): donde el electrófilo se suele representar por un E+.• Adiciones nucleófilas (o nucleofílicas): donde el nucleófilo se

suele representar por un Nu-.• Adiciones radicalarias: donde el electrón libre del radical

generado se suele representar

LAS REACCIONES DE ADICIÓN ESTÁN LIMITADAS A COMPUESTOS QUÍMICOS QUE CONTENGAN ENLACES MÚLTIPLES:• Moléculas con dobles o triples enlaces carbono-

carbono• Moléculas con enlace múltiple carbono-

heteroátomo como C=O, C=N o C≡N

Una reacción de adición es lo contrario a una reacción de eliminación. Por ejemplo la reacción de hidratación de un alqueno y la deshidratación de un alcohol son una adición y eliminación respectivamente.

REACCIÓN DE SUSTITUCIÓN

•Es aquella donde un átomo o grupo en un compuesto químico es sustituido por otro átomo o grupo

• Son procesos químicos donde las sustancias intervinientes, sufren cambios en su estructura, para dar origen a otras sustancias.• El cambio es más fácil entre sustancias líquidas o gaseosas, o

en disolución• Debido a que se hallan más separadas y permiten un

contacto más íntimo entre los cuerpos reaccionantes

REACCIÓN DE SÍNTESIS• es un proceso elemental

en el que dos sustancias químicas reaccionan para generar un solo producto• Elementos o compuestos

sencillos que se unen para formar un compuesto más complejo. La siguiente es la forma general que presentan este tipo de reacciones:

• Algunas reacciones de síntesis se dan al combinar un óxido básico con agua, para formar un hidróxido, o al combinar el óxido de un no metal con agua para producir un oxi-ácido.• Ejemplos:• Na2O(s) + H2O(l) → 2Na(OH)(ac)

• SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(ac)

•Otras reacciones de síntesis se dan al combinar un no metal con hidrógeno, para obtener un hidrácido.• Ejemplo:Cl2(g)+ H2(g) → 2HCl(g)

• La oxidación de un metal, también es una reacción de síntesis o de combinación.

Ejemplo:4Na(s) + O2(g) → 2Na2O(s) kk

BALANCEO DE REACCIONES (ECUACIONES) QUÍMICAS

• Una reacción química es la manifestación de un cambio en la materia y la isla de un fenómeno químico. A su expresión gráfica se le da el nombre de ecuación química, en la cual, se expresan en la primera parte los reactivos y en la segunda los productos de la reacción.

A + B C + D

REACTIVOS PRODUCTOS

• Para equilibrar o balancear ecuaciones químicas, existen diversos métodos. En todos el objetivo que se persigue es que la ecuación química cumpla con la ley de la conservación de la materia.

MÉTODO DE TANTEO• El método de tanteo consiste en observar que cada miembro

de la ecuación se tengan los átomos en la misma cantidad, recordando que en• · H2SO4 hay 2 Hidrogenos 1 Azufre y 4 Oxigenos• 5H2SO4 hay 10 Hidrógenos 5 azufres y 20 Oxígenos• Para equilibrar ecuaciones, solo se agregan coeficientes a las

formulas que lo necesiten, pero no se cambian los subíndices.

Ejemplo: Balancear la siguiente ecuación• H2O + N2O5 NHO3

• Aquí apreciamos que existen 2 Hidrógenos en el primer miembro (H2O). Para ello, con solo agregar un 2 al NHO3 queda balanceado el Hidrogeno.•H2O + N2O5 2 NHO3 Para el Nitrógeno, también queda equilibrado, pues tenemos dos Nitrógenos en el primer miembro (N2O5) y dos Nitrógenos en el segundo miembro (2 NHO3) Para el Oxigeno en el agua (H2O) y 5 Oxígenos en el anhídrido nítrico (N2O5) nos dan un total de seis Oxígenos. Igual que (2 NHO3)

MÉTODO DE REDOX ( OXIDOREDUCCION )

• En una reacción si un elemento se oxida, también debe existir un elemento que se reduce. Recordar que una reacción de oxido reducción no es otra cosa que una perdida y ganancia de electrones, es decir, desprendimiento o absorción de energía (presencia de luz, calor, electricidad, etc.)

• Para balancear una reacción por este método , se deben considerar los siguiente pasos

1)Determinar los números de oxidación de los diferentes compuestos que existen en la ecuación.• Para determinar los números de oxidación de una

sustancia, se tendrá en cuenta lo siguiente:· En una formula siempre existen en la misma cantidad los números de oxidación positivos y negativos· El Hidrogeno casi siempre trabaja con +1, a ecepcion los hidruros de los hidruros donde trabaja con -1

• El Oxigeno casi siempre trabaja con -2Todo elemento que se encuentre solo, no unido a otro, tiene numero de oxidación 0

2) Una vez determinados los números de oxidación , se analiza elemento por elemento, comparando el primer miembro de la ecuación con el segundo, para ver que elemento químico cambia sus números de oxidación

0 0 +3 -2Fe + O2 Fe2O3

• Los elementos que cambian su numero de oxidación son el Fierro y el Oxigeno, ya que el Oxigeno pasa de 0 a -2 Y el Fierro de 0 a +3

• 3) se comparan los números de los elementos que variaron, en la escala de Oxido-reducción

0 0 +3 -2Fe + O2 Fe2O3

• El fierro oxida en 3 y el Oxigeno reduce en 2• 4) Si el elemento que se oxida o se reduce tiene numero de

oxidación 0 , se multiplican los números oxidados o reducidos por el subíndice del elemento que tenga numero de oxidación 0

Fierro se oxida en 3 x 1 = 3Oxigeno se reduce en 2 x 2 = 4

• 5) Los números que resultaron se cruzan, es decir el numero del elemento que se oxido se pone al que se reduce y viceversa

4Fe + 3O2 2Fe2O3• Los números obtenidos finalmente se ponen como

coeficientes en el miembro de la ecuación que tenga mas términos y de ahí se continua balanceando la ecuación por el método de tanteo

LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MATERIA• Es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias

naturales. Postula que la cantidad de materia antes y después de una transformación es siempre la misma.• La materia no se crea ni se destruye, se transforma. La

materia, en ciencia, es el término general que se aplica a todo lo que ocupa espacio y posee los atributos de gravedad e inercia.

•Hay que tener en cuenta es la existencia de las reacciones nucleares, en las que la masa sí se modifica de forma sutil. En estos casos en la suma de masas hay que tener en cuenta la equivalencia entre masa y energía

LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

• La energía no se puede crear ni destruir; se puede transformar de una forma a otra, pero la cantidad total de energía nunca cambia. Esto significa que no podemos crear energía, es decir, por ejemplo: podemos transformarla de energía cinética a energía potencial y viceversa.

•La energía cinética y la energía potencial son dos ejemplos de las muchas formas de energía. La energía mecánica considera la relación entre ambas.La energía mecánica total de un sistema se mantiene constante cuando dentro de él solamente actúan fuerzas conservativas.

FUERZAS CONSERVATIVAS

• Las fuerzas conservativas tienen dos propiedades importantes• Si el trabajo realizado sobre una partícula que

se mueve entre cualesquiera dos puntos es independiente de la trayectoria seguida de la partícula.• El trabajo realizado por una fuerza

conservativa a lo largo de cualquier trayectoria cerrada es cero.

FUERZAS NO CONSERVATIVAS

• La propiedad más importante para clasificar una fuerza como no conservativa es cuando esa fuerza produce un cambio en la energía mecánica, definida como la suma de la energía cinética y potencial. El tipo de energía asociada a una fuerza no conservativa puede ser un aumento o disminución de la temperatura.

PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

• Es la aplicación del principio de conservación de la energía, a los procesos de calor y termodinámico:• Es típico escribir la primera ley como ΔU=Q+W. Por supuesto

que es la misma ley, -la expresión termodinámica del principio de conservación de la energía-. Exactamente se define W, como el trabajo realizadosobre el sistema, en vez de trabajo realizado por el sistema

• El escenario común es el de añadir calor a un volumen de gas, y usar la expansión de ese gas para realizar trabajo.• En el contexto de procesos y reacciones químicas, suelen

ser mas comunes, encontrarse con situaciones donde el trabajo se realiza sobre el sistema, mas que el realizado por el sistema.• Establece que  la energía no se crea, ni se destruye, sino

que se conserva. Entonces esta ley expresa que, cuando un sistema es sometido a un ciclo termodinámico, el calor cedido por el sistema será igual al trabajo recibido por el mismo, y viceversa.

REGLAS PARA NOMBRAR COMPUESTOS ORGANICOS (IUPAC).

• Nomenclatura de Alcanos: En los orígenes de la química, los compuestos orgánicos eran nombrados por sus descubridores. La urea recibe este nombre por haber sido aislada de la orina. El ácido barbitúrico fue descubierto por el químico alemán Adolf von Baeyer, en 1864. Se especula que le dio este nombre en honor de una amiga llamada bárbara. 

•En el sistema IUPAC de nomenclatura un nombre está formado por tres partes: prefijos, principal y sufijos; Los prefijos indican los sustituyentes de la molécula; el sufijo indica el grupo funcional de la molécula; y la parte principal el número de carbonos que posee. Los alcanos se pueden nombrar siguiendo siete etapas: 

• Regla 1.- Determinar el número de carbonos de la cadena más larga, llamada cadena principal del alcano. Obsérvese en las figuras que no siempre es la cadena horizontal. 

• El nombre del alcano se termina en el nombre de la cadena principal (octano) y va precedido por los sustituyentes. 

• Regla 2.- Los sustituyentes se nombran cambiando la terminación –ano del alcano del cual derivan por –ilo (metilo, etilo, propilo, butilo). En el nombre del alcano, los sustituyentes preceden al nombre de la cadena principal y se acompañan de un localizador que indica su posición dentro de la cadena principal. La numeración de la cadena principal se realiza de modo que al sustituyente se le asigne el localizador más bajo posible. 

•Regla 3.- Si tenemos varios sustituyentes se ordenan alfabéticamente precedidos por lo localizadores. La numeración de la cadena principal se realiza para que los sustituyentes en conjunto tomen los menores localizadores. 

• Regla 4.- Si al numerar la cadena principal por ambos extremos, nos encontramos a la misma distancia con los primeros sustituyentes, nos fijamos en los demás sustituyentes y numeramos para que tomen los menores localizadores. 

• Regla 5.- Si al numerar en ambas direcciones se obtienen los mismos localizadores, se asigna el localizador más bajo al sustituyente que va primero en el orden alfabético. • Regla 6.- Si dos a más cadenas tienen igual longitud, se toma

como principal la que tiene mayor número de sustituyentes.

• Regla 7.- Existen algunos sustituyentes con nombres comunes aceptados por la IUPAC, aunque se recomienda el uso de la nomenclatura sistemática. 

NOMENCLATURA DE ALQUENOS

• Los alquenos se nombran reemplazando la terminación -ano del correspondiente alcano por -eno. Los alquenos más simples son el eteno y el propeno, también llamados etileno y propileno a nivel industrial. 

 

Regla 1.- Se elige como cadena principal la de mayor longitud que contenga el doble enlace. La numeración comienza en el extremo que otorga al doble enlace el menor localizador. 

•Regla 2.- El nombre de los sustituyentes precede al de la cadena principal y se acompaña de un localizador que indica su posición en la molécula. La molécula se numera de modo que el doble enlace tome el localizador más bajo. 

• Regla 3.- Cuando hay varios sustituyentes se ordenan alfabéticamente y se acompañan de sus respectivos localizadores 

• Regla 4.- Cuando el doble enlace está a la misma distancia de ambos extremos, se numera para que los sustituyentes tomen los menores localizadores. 

• Regla 5.- En compuestos cíclicos resulta innecesario indicar la posición del doble enlace, puesto que siempre se encuentra entre las posiciones 1 y 2. 

NOMENCLATURA DE ALQUINOS: 

• Regla 1. Los alquinos responden a la fórmula CnH2n-2 y se nombran sustituyendo el sufijo -ano del alca-no con igual número de carbonos por -ino. 

• Regla 2. Se elige como cadena principal la de mayor longitud que contiene el triple enlace. La numera-ción debe otorgar los menores localizadores al triple enlace. 

• Regla 3. Cuando la molécula tiene más de un triple enlace, se toma como principal la cadena que contie-ne el mayor número de enlaces triples y se numera desde el extremo más cercano a uno de los enlaces múltiples, terminando el nombre en -diino, triino, etc. 

• Regla 4. Si el hidrocarburo contiene dobles y triples enlaces, se procede del modo siguiente: 1. Se toma como cadena principal la que contiene al mayor número posible de enlaces múltiples, prescindiendo de si son dobles o triples. 2. Se numera para que los enlaces en conjunto tomen los localizadores más bajos. Si hay un doble enlace y un triple a la misma distancia de los extremos tiene preferencia el doble. 3. Si el compuesto tiene un doble enlace y un triple se termina el nombre en -eno-ino; si tiene dos dobles y un triple, -dieno-ino; con dos triples y un doble la terminación es, -eno-diino