Química Orgánica

El Carbono y sus Funciones

La química orgánica es la rama de la química que estudia el carbono y sus compuestos. El carbono es un elemento único debido a su capacidad para formar enlaces covalentes con otros átomos de carbono, lo que le permite crear una gran variedad de moléculas complejas.

Características del Carbono

• Tetravalente: El carbono puede formar cuatro enlaces covalentes con otros átomos.

Fórmulas

Las moléculas orgánicas se pueden representar mediante diferentes tipos de fórmulas:

Fórmula Molecular

Indica el número y tipo de átomos presentes en una molécula. Ejemplos: CH4 (metano), C3H8 (propano).

Fórmula Semidesarrollada

Muestra la forma en que los átomos están unidos entre sí, pero no la disposición espacial de los mismos. Ejemplos: CH4 (metano), CH3-CH2-CH3 (propano).

Fórmula Desarrollada

Representa la disposición espacial de todos los átomos y enlaces en una molécula. Ejemplos:

    H                H  H   H
    |                |   |   |
H - C - H        H - C - C - C - H
    |                |   |   |
    H                H  H   H

Isomería

La isomería se refiere a la existencia de moléculas con la misma fórmula molecular pero diferente estructura. Existen diferentes tipos de isomería:

Isomería de Cadena

• Aumenta el número de carbonos en la cadena principal.
• Aumenta el número de isómeros posibles.

Isomería de Posición

• La posición de un grupo funcional o un doble/triple enlace cambia en la cadena principal.

Isomería Cis-Trans

• Se presenta en alquenos y alquinos con dobles o triples enlaces que no tienen libre rotación.
• Cis: Los grupos metilo están del mismo lado del doble/triple enlace.
• Trans: Los grupos metilo están en lados opuestos del doble/triple enlace.

Hidrocarburos

Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados únicamente por carbono e hidrógeno. Se clasifican en:

Alcanos

• Presentan enlaces simples entre átomos de carbono.

Alquenos

• Presentan al menos un enlace doble entre átomos de carbono.

Alquinos

• Presentan al menos un enlace triple entre átomos de carbono.

Cicloalcanos

• Son hidrocarburos cíclicos con enlaces simples.
• Para nombrarlos:
  1. Se identifica el ciclo.
  2. Se da prioridad al radical alquilo (alfabéticamente).
  3. Se nombra el compuesto.

Radical Alquilo

Se forma cuando se elimina un átomo de hidrógeno de un alcano. Se clasifican en:

• Primarios: CH3
• Secundarios: CH2
• Terciarios: CH
• Cuaternarios: C

Grupos Funcionales

Los grupos funcionales son átomos o grupos de átomos que confieren propiedades químicas específicas a las moléculas orgánicas. Algunos ejemplos son:

• Alcohol (-OH): Sufijo -ol
• Aldehído (-CHO): Sufijo -al
• Cetona (-C=O): Sufijo -ona
• Éter (-O-)
• Ácido carboxílico (-COOH): Sufijo -oico
• Éster (-COO-): Sufijo -ato
• Amina (-NH2): Sufijo -amina o amino (en la nomenclatura de la IUPAC)
• Amida (-CONH2): Sufijo -amida

Biomoléculas

Proteínas

1. Son biomoléculas de primera importancia, cuya función principal es construir y regenerar células.
2. Se clasifican en simples, derivadas y conjugadas según su solubilidad.

Lípidos

1. Se encuentran en las membranas celulares y en el tejido nervioso del cerebro. Están formados por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo.
2. Se almacenan en el cuerpo como materia de reserva y se oxidan cuando es necesario producir energía.
3. Se dividen en simples, complejos y esteroides.

Enzimas

1. Son catalizadores biológicos que aceleran las reacciones químicas en los seres vivos.
2. Se componen de una apoenzima (parte proteica) y un cofactor (parte no proteica). El conjunto se denomina holoenzima.
3. Enzimas hidrolíticas: Rompen los hidratos de carbono uniendo hidrógenos.
4. Enzimas oxidantes: Descomponen peróxidos por eliminación de hidrógenos.

Vitaminas

1. Son factores esenciales para la regulación del metabolismo y actúan como agentes catalíticos.
2. Se dividen en hidrosolubles y liposolubles.

Hormonas

1. Su nombre procede del griego y significa "provocar".
2. Se clasifican de acuerdo a la función que desempeñan.

Ácidos Nucleicos

1. Son polímeros de gran peso molecular formados por nucleótidos.
2. ADN (ácido desoxirribonucleico): Encargado de la información genética.
3. ARN (ácido ribonucleico): Realiza la síntesis de proteínas en la célula.