Fundamentos de Química Orgánica: Compuestos, Estructuras y Funciones

¿Qué es la Química Orgánica?

La química orgánica es la rama de la química que se encarga de estudiar los compuestos que se originan en seres vivos o que alguna vez tuvieron vida.

Elementos Fundamentales: CHON

CHON son los cuatro elementos fundamentales para formar una molécula de química orgánica. Estos elementos son: Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno. En la química orgánica no se encuentran metales. La unión entre estos elementos es de tipo covalente, es decir, la combinación de dos no metales. Forman uniones simples.

Cadenas Carbonadas

Las cadenas carbonadas son un conjunto de átomos de carbono unidos entre sí por uniones covalentes. Cada átomo de carbono se combina con cuatro no metales a través de ligaduras. Tienen una estructura fundamental que las mantiene con forma y erguidas.

Clasificación de las Cadenas Carbonadas

Las cadenas carbonadas se pueden clasificar según su forma y según el número de enlaces:

Según la forma:

• Abiertas: Cuando se pueden distinguir los extremos de la cadena.
• Cerradas: Si los carbonos extremos no se distinguen y forman una figura geométrica, como un cuadrado.
• Lineales: Si con una línea imaginaria podemos unir todos los carbonos.
• Ramificadas: Presentan una cadena principal y ramificaciones.

Según el número de enlaces:

• Saturadas: Todos los carbonos están unidos por enlaces simples.
• No saturadas: Pueden presentar enlaces dobles o triples entre átomos de carbono.

Si un átomo de carbono está unido a 1, 2, 3 o 4 átomos de carbono, se clasificará como primario, secundario, terciario o cuaternario, respectivamente.

Nota: Unión covalente, ligadura y enlace son sinónimos.

Isomería

La isomería indica que dos o más compuestos orgánicos pueden aparecer con la misma fórmula molecular, pero con distintas fórmulas desarrolladas. Se recomienda usar la fórmula desarrollada, ya que brinda más información.

Funciones Químicas Orgánicas

Las funciones químicas orgánicas son un conjunto de sustancias orgánicas con propiedades químicas similares por tener un mismo grupo funcional. Entre los numerosos compuestos orgánicos, se ha encontrado que muchos tienen propiedades químicas semejantes, lo cual permite agruparlos en familias o funciones. Los compuestos de una misma función o familia tienen un átomo o grupo de átomos que determinan la similitud de sus propiedades, a esto se lo denomina grupo funcional.

Hidrocarburos

Los hidrocarburos son los compuestos orgánicos más sencillos porque están formados solo por carbono (C) e hidrógeno (H). Son compuestos binarios porque su molécula está formada por dos clases de átomos. Se encuentran en el petróleo, gas natural, yacimientos de carbón y pantanos.

Clasificación de los Hidrocarburos

Acíclicos o Alifáticos (cadena abierta):

• Saturados / Alcanos o Parafinas: Enlaces simples. Predominan en la producción de petróleo y se utilizan para producir muchas variedades de nafta, aunque en poca cantidad.
• No saturados / Alquenos, Etilénicos u Olefinas: Presentan doble enlace. Un ejemplo es el caucho.
• Alquinos o Acetilénicos: Presentan triple enlace. Se utilizan, por ejemplo, en el gas para sopletes.

Cíclicos (cadena cerrada):

• Saturados / Ciclánicos, Alicíclicos, Cicloalcanos o Nafténicos: Enlaces simples. Se utilizan para producir poca variedad de nafta, pero en mucha cantidad.
• No saturados / Bencénicos: Dobles enlaces. Ejemplos incluyen la bencina de los encendedores, el trotil y el TNT.