1INSTITUCION EDUCATIVA AGRICOLA VICTOR MANUEL OROZCOAREA: CIENCIAS NATURALESGUIA DE ESTUDIO N: 1 CURSO: 11PROFESOR: WILNER GONZALEZ BORJA NUMERO DE CLASES:

: 1UNIDAD: Los hidrocarburos

: Relacionar la estructura del carbono con la formacin de molculas orgnicas y de elementos utilizados en lavida diaria y en las unidades productivas.

: Relaciono grupos funcionales con las propiedades fsicas y qumicas de las sustancias.: 1. Estrategias de enseanza: preguntas previas y formulacin de propsito. Lluvia de

ideas. Ideograma, produccin de texto.: Relaciona grupos funcionales con las propiedades fsicas y qumicas de las sustancias.

La qumica orgnicaEl carbonoLa hibridacinLos hidrocarburos

Clasificacin. propiedades

La Qumica Orgnica o Qumica del carbono es la rama de la qumica que estudia una clase numerosa de molculas quecontienen carbono formando enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrgeno. Friedrich Whler y ArchibaldScott Couper son conocidos como los "padres" de la qumica orgnica.es la disciplina cientfica que estudia la estructura, propiedades, sntesis y reactividad de compuestos qumicos formadosprincipalmente por carbono e hidrgeno, los cuales pueden contener otros elementos, generalmente en pequeacantidad como oxgeno, azufre, nitrgeno, halgenos, fsforo, silicio.

Es un conjunto de estructuras submoleculares, caracterizadas por una conectividad y composicin elemental especficaque confiere reactividad qumica especfica a la molcula que los contiene

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3Principal componente de los compuestos orgnicos. Su nmero atmico es 6; y pertenece al grupo 14 (o IVA). Suconfiguracin electrnica es: 1s2 2s2 2p2

La hibridacin del carbono consiste en un reacomodo de electrones del mismo nivel de energa (orbital s) al orbital p delmismo nivel de energa. Esto es con el fin de que el orbital p tenga 1 electrn en "x", uno en "y" y uno en "z" para formarla tetravalencia del carbonoCaractersticas

El carbono tiene un n atmico 6 y n de masa 12; en su ncleo tiene 6 prot. y 6 neutr. y est rodeado por 6 elec.,distribuidos:

Dos en el nivel 1s Dos en el nivel 2s Dos en el nivel 2p

Su configuracin electrnica en su estado natural es:

1s 2s 2p (estado basal).

Se ha observado que en los compuestos orgnicos el carbono es tetravalente, es decir, que puede formar 4enlaces.

Cuando este tomo recibe una excitacin externa, uno de los electrones del orbital 2s se excita al orbital 2pz , yse obtiene un estado excitado del tomo de carbono:

1s 2s 2px 2py 2pz (estado excitado).

Son compuestos orgnicos formados nicamente por "tomos de carbono e hidrgeno". La estructura molecularconsiste en un armazn de tomos de carbono a los que se unen los tomos de hidrgeno. Las cadenas de tomos decarbono pueden ser lineales o ramificadas y abiertas o cerradas.Los hidrocarburos se pueden clasificar en dos tipos, que son alifticos y aromticos. Los alifticos, a su vez se puedenclasificar en alcanos, alquenos y alquinos segn los tipos de enlace que unen entre s los tomos de carbono. Lasfrmulas generales de los alcanos, alquenos y alquinos son CnH2n+2, CnH2n y CnH2n-2, respectivamente.ClasificacinSe clasifican De acuerdo al tipo de estructuras que pueden formar y Segn los enlaces entre los tomos de carbono.Hidrocarburos se clasifican en:

De acuerdo al tipo de estructuras:o Hidrocarburos acclicos, los cuales presentan sus cadenas abiertas. A su vez se clasifican en:

4 Hidrocarburos lineales a los que carecen de cadenas laterales (Ramificaciones). Hidrocarburos ramificados, los cuales presentan cadenas laterales.

o Hidrocarburos cclicos cicloalcanos, que se definen como hidrocarburos de cadena cerrada. stos a suvez se clasifican como:

Monocclicos, que tienen una sola operacin de ciclizacin. Policclicos, que contienen varias operaciones de ciclizacin

Segn los enlaces entre los tomos de carbono:

o Hidrocarburos alifticos, los cuales carecen de un anillo aromtico, que a su vez se clasifican en: Hidrocarburos saturados, (alcanos o parafinas), en la que todos sus carbonos tienen cuatro

enlaces simples (o ms tcnicamente, con hibridacin sp3). Hidrocarburos no saturados o insaturados, que presentan al menos un enlace doble (alquenos u

olefinas) o triple (alquino o acetilnico) en sus enlaces de carbono.

o Hidrocarburos aromticos, los cuales presentan al menos una estructura que cumple la regla de Hckel(Estructura cclica, que todos sus carbonos sean de hibridacin sp2 y que el nmero de electrones enresonancia sea par no divisible entre 4).

Los hidrocarburos extrados directamente de formaciones geolgicas en estado lquido se conocen comnmente con elnombre de petrleo, mientras que los que se encuentran en estado gaseoso se les conoce como gas natural. Laexplotacin comercial de los hidrocarburos constituye una actividad econmica de primera importancia, pues formanparte de los principales combustibles fsiles (petrleo y gas natural), as como de todo tipo de plsticos, ceras ylubricantes.

Los alcanos son hidrocarburos, es decir que tienen solo tomos de carbono e hidrgeno. La frmula general paraalcanos alifticos (de cadena lineal) es CnH2n+2. Todos los enlaces dentro de las molculas de alcano son de tipo simple osigma. La causa de su nombre no sistemtico: parafinas (del latn, poca afinidad), El alcano ms sencillo es el metano conun solo tomo de carbono.Todos los miembros alcanos son inertes, es decir, no reaccionan fcilmente a temperaturas ordinarias con reactivoscomo los cidos, los lcalis o los oxidantes.Los primeros cuatro miembros del grupo son gases a presin y temperatura ambiente; los miembros intermedios sonlquidos, y los miembros ms pesados son semislidos o slidos.El petrleo contiene una gran variedad de hidrocarburos saturados, y los productos del petrleo como la gasolina, elaceite combustible, los aceites lubricantes y la parafina consisten principalmente en mezclas de estos hidrocarburos quevaran de los lquidos ms ligeros a los slidos.

5Para nombrar los alcanos, se sigue una serie de normas establecidos por la IUPAC para nombra los hidrocarburos. Estasson:

1. Se escoge la cadena ms larga de carbonos consecutivos.2. Enumeramos la cadena por el extremo ms cercano a un radical1.3. Indicamos la posicin de los radicales, escogindolos por complejidad, es decir, el etil es mas complejo que el

metil, el butil el ms complejo que el etil, cuando un radical se presenta ms de una vez en la estructura,debemos indicar por medio de unos prefijos la cantidad de veces que se repiten. Vase tabla 1

N de veces que serepite un radical Prefijos

2 Di3 Tri4 Tetra5 Penta6 Hexa7 Hepta8 Octa

Tabla 1

4. Luego indicamos la cantidad de carbonos que tiene la cadena principal por ejemplo si la cadena presenta 6tomos de carbono el prefijo a utilizar seria HEX, seguido utilizamos el sufijo ANO.

1 Radical: elemento que no hace parte de la cadena principal

6Prefijo Nmero de tomos de carbonomet- 1

et- 2

prop- 3

but- 4

pent- 5

hex- 6

hept- 7

oct- 8

non- 9

dec- 10

Un alcano de cadena lineal tendr un mayor punto de ebullicin que un alcano de cadena ramificada, debido a la mayorrea de la superficie en contacto; Por otra parte, los cicloalcanos tienden a tener mayores puntos de ebullicin que suscontrapartes lineales. Los puntos de fusin de los alcanos de cadena ramificada pueden ser mayores o menores que lade los alcanos de cadena lineal. Los alcanos son malos conductores de la electricidad y no se polarizan sustancialmentepor un campo elctrico. No forman enlaces de hidrgeno y son insolubles en solventes polares como el agua.

El grupo de los alquenos u olefinas est formado por hidrocarburos de cadena abierta en los que existe un doble enlaceentre dos tomos de carbono. La frmula general del grupo es CnH2n donde n es el nmero de tomos de carbono. Almenos un tomos de carbono con hibridacin sp2.

7Al igual que los alcanos, los miembros ms bajos son gases, los compuestos intermedios son lquidos y los ms altos sonslidos. Los compuestos del grupo de los alquenos son ms reactivos qumicamente que los compuestos saturados.Reaccionan fcilmente con sustancias como los halgenos, adicionando tomos de halgeno a los dobles enlaces. No seencuentran en los productos naturales, pero se obtienen en la destilacin destructiva de sustancias naturales complejas,como el carbn, y en grandes cantidades en las refineras de petrleo, especialmente en el proceso de craqueo. Elprimer miembro de la serie es el eteno, C2H4. Los dienos contienen dos dobles enlaces entre las parejas de tomos decarbono de la molcula. Estn relacionados con los hidrocarburos complejos del caucho o hule natural y son importantesen la fabricacin de caucho y plsticos sintticos. Son miembros importantes de esta serie el butadieno, C4H6, y elisopreno, C5H8.

Para nombrar alquenos tomamos como base la nomenclatura de los alcanos. La diferencia radica, es que, en losalquenos indicamos la posicin del doble enlace y adems la cadena principal se enumera por el extremo ms cercano aldoble enlace.

Las propiedades fsicas de los alquenos son similares a las de los alcanos correspondientes. Los alquenos ms pequeosson gases a temperatura ambiente. Comenzando por los compuestos C5, los alquenos son lquidos voltiles.

Nombre FrmulaMolecular

Punto deebullicin

(C)Puntode

fusin(C)

Densidad(a 20C)

Eteno C2H4 -169.4 -102.4 ----Propeno C3H6 -185 -47.7 ----1Buteno C4H8 -185.8 -6.5 .0617Penteno C5H10 -166 30.1 .643Hexeno C6H12 -138 63.5 .675

Los miembros del grupo de los alquinos contienen un triple enlace entre dos tomos de carbono de la molcula. Sonmuy activos qumicamente y no se presentan libres en la naturaleza. El primero y ms importante de los miembros delgrupo es el etino, C2H2. La frmula general del grupo es CnH2n-2 donde n es el nmero de tomos de carbono. Al menosun tomos de carbono con hibridacin sp . Los tres primeros alquinos son gases a temperatura ambiente.

Para nombrar alquinos tomamos como base la nomenclatura de los alcanos. La diferencia radica, es que, en los alquinosindicamos la posicin del triple enlace, y adems la cadena principal se enumera por el extremo ms cercano al tripleenlace.

8Son insolubles en agua, pero bastante solubles en disolventes orgnicos usuales y de baja polaridad: ligrona, ter,benceno, tetracloruro de carbono. Son menos densos que el agua y sus puntos de ebullicin muestran el aumento usualcon el incremento del nmero de carbonos y el efecto habitual de ramificacin de las cadenas. Los puntos de ebullicinson casi los mismos que para los alcanos o alquenos con el mismo esqueleto carbonado. Los tres primeros trminos songases; los dems son lquidos o slidos. A medida que aumenta el peso molecular aumentan la densidad, el punto defusin y el punto de ebullicin. Los acetilenos son compuestos de baja polaridad, por lo cual sus propiedades fsicas sonmuy semejantes a la de los alquenos y alcanos.

1. Resolver cada una de los casos.

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