Carbono, ciclo biogeoquímico, petróleo e hidrocarburos: conceptos esenciales de química orgánica

Documento corregido: Química del carbono y compuestos orgánicos

1. Caracterice al átomo de carbono (mencione 4)

• Concatenación: es la capacidad que tienen los átomos de carbono para unirse entre sí y formar cadenas; pueden ser largas y abiertas o anilladas y estables.
• Alotropía: es la capacidad del átomo de carbono para formar variedades alotrópicas con el mismo estado de agregación a temperatura ambiente, pero con distintas propiedades y estructuras moleculares.
• Isotopía: los isótopos son átomos de un mismo elemento con distinto número másico: mismo número de protones y electrones, y diferente número de neutrones.
• Datación por carbono: un método utilizado para determinar la edad de materiales orgánicos de menos de 6000 años. Está basado en la ley de decaimiento exponencial de los isótopos radioactivos.

2. Desarrolle el ciclo biogeoquímico del carbono. Relacione el efecto invernadero con el calentamiento global.

El ciclo biogeoquímico del carbono se relaciona con la regulación del clima en la Tierra y sus procesos. El eje del ciclo está dado por la absorción del dióxido de carbono y su retorno a la atmósfera, y la formación de CO₂ mediante la respiración, combustión, emisiones, etc.

El efecto invernadero natural hace posible que la Tierra tenga temperaturas templadas. Para que el efecto invernadero se produzca son necesarios gases como el metano, el dióxido de carbono, el óxido nitroso, el monóxido de carbono, entre otros, pero en proporciones adecuadas. El incremento desproporcionado de estos gases produce un aumento de la temperatura debido al calor que queda atrapado en la baja atmósfera, fenómeno que se conoce como calentamiento global.

3. Defina etimológica y químicamente al petróleo

Etimología: del latín petroleum (aceite de roca): petra (piedra) + oleum (aceite).

Definición química: El petróleo es un líquido generalmente viscoso; su color puede variar desde el marrón-verdoso hasta el negro, y su olor y densidad también pueden variar.

Es una mezcla de muchos hidrocarburos y se lo encuentra junto al gas natural. Todos los petróleos —livianos, medianos, pesados y extrapesados— tienen características y propiedades físicas y químicas que permiten distinguirlos a simple vista. Los crudos pueden ser menos densos que el agua (livianos y medianos) o tan densos o más que el agua (pesados y extrapesados). La densidad puede tener un valor aproximado de 0.75 a 1.1 g·ml⁻¹ (la densidad del agua es 1 g·ml⁻¹). El petróleo crudo tal como se extrae tiene un uso limitado, por lo que es necesario separarlo en fracciones para adecuarlo a las necesidades humanas.

4. Explique qué son los hidrocarburos y clasifíquelos (existen varias formas de clasificarlos)

Los hidrocarburos son compuestos carbonados, constituidos por los átomos de carbono e hidrógeno. En estos compuestos, los átomos de carbono se unen entre sí y con átomos de hidrógeno mediante enlaces covalentes y pueden formar largas cadenas.

La clasificación depende de la cantidad de enlaces entre átomos de carbono y de la forma de la cadena carbonada:

• Por forma: lineales, ramificados y cíclicos.
• Por tipo de enlace: saturados y no saturados.

5. Caracterice a los alcanos (propiedades físicas y químicas)

Los alcanos son los hidrocarburos más sencillos: todos sus enlaces son simples. A temperatura ambiente se presentan en los tres estados de agregación: los que tienen entre 1 y 4 átomos de carbono son gaseosos, los que tienen cadenas de 16 átomos son líquidos, mientras que aquellos que presentan mayor cantidad de carbonos son sólidos. Son menos densos que el agua y se caracterizan por arder con facilidad; por eso se los usa principalmente como combustibles.

6. Construya los siguientes compuestos

• a) 3-etil-3,4-dimetilheptano.
• b) 4-propil-2,6-dimetiloctano.

7. Nombre los siguientes compuestos

a. H3C CH3 CH3 CH3 >>>

b.                                  >>>

c.                                   >>>

8. Defina biológicamente a las biomoléculas (son 4)

• · Yuguyg
• · Ygyuug
• · · Uygtiygi
• · Jjugui

Nota: los elementos anteriores se han mantenido conforme al texto original.

9. Desarrolle las propiedades fisicoquímicas de los monosacáridos

• Pueden ser aldehídos o cetonas.
• Pueden tener de 3 a 6 átomos de carbono.
• Presentan un tipo especial de isomería: isomería óptica.
• Poseen un grupo quiral.

10. Esquematice la estructura de Fischer, hemiacetal y Haworth de la D-glucosa y L-fructosa

Esquematizar las estructuras solicitadas: Fischer, hemiacetal y Haworth de la D-glucosa y de la L-fructosa.

Nota: el enunciado original ha sido corregido ortográfica y gramaticalmente sin eliminar contenido.