Química Orgánica: Grupos Funcionales y Reacciones

Hidrocarburos

Alcanos: son hidrocarburos que tienen solo átomos de carbono e hidrógeno.

Alquenos: son hidrocarburos que tienen un doble enlace carbono-carbono.

Alquinos: son hidrocarburos con al menos un triple enlace entre dos átomos de carbono.

Usos de los Hidrocarburos

  • Alcanos: gas butano, metano, gasolina y cera de abeja.
  • Alquenos: obtención de plásticos. El eteno (C2H4) se utiliza para la maduración de frutos verdes. También se encuentran en carotenos y vitamina A.
  • Alquinos: gas etino, soldaduras y en la preparación de explosivos.

Aromáticos y Fenoles

Aromáticos

Son el benceno y los compuestos de comportamiento químico similar. Las propiedades aromáticas son las que distinguen al benceno de los hidrocarburos alifáticos.

Propiedades Físicas (PF):

Líquido incoloro, móvil y con olor dulce.

Propiedades Químicas (PQ):

Es soluble en éteres, naftalina y cetonas. Disuelve al iodo y las grasas.

Usos:

Manufactura de detergentes, explosivos, productos farmacéuticos y tinturas.

Fenoles

Es un sólido cristalino de color blanco-incoloro.

Propiedades Físicas (PF):

Semejantes a alcoholes debido al –OH. Son líquidos o sólidos blandos e incoloros y se oxidan con facilidad.

Propiedades Químicas (PQ):

Cede un protón de agua para formar el ion de hidrógeno, se comporta como un ácido.

Usos:

Fabricación de resinas fenólicas, resinas de fundición, de moldeo, adhesivas, etc.

Alcoholes

Son compuestos que contienen un grupo “OH” unido a un átomo de carbono alifático. Se clasifican en primarios, secundarios y terciarios.

Propiedades Físicas (PF):

Están relacionados con el grupo –OH, muy polar y capaz de establecer puentes de hidrógeno.

Propiedades Químicas (PQ):

  • Deshidratación (una reacción de eliminación, donde el alcohol pierde su grupo –OH para dar origen a un alqueno).
  • Oxidación.

Usos:

Como solventes y combustibles. El etanol y metanol pueden hacerse combustionar más limpiamente que la gasolina o el gasoil.

Aminas

Son compuestos químicos orgánicos derivados del amoniaco.

Propiedades Físicas (PF):

Incoloros, se oxidan con facilidad, olor parecido al amoniaco que puede cambiar a un olor similar al pescado dependiendo de la cantidad de átomos de carbono. Tóxicos, se absorben a través de la piel.

Propiedades Químicas (PQ):

Presentan reacciones de neutralización con los ácidos.

Usos:

Como emulsificantes, antitranspirantes, neutralizantes, dispersantes de jabones cálcicos.

Éteres

Compuestos que resultan de la unión de dos radicales aromáticos a través de un puente de oxígeno –O–.

Propiedades Físicas (PF):

Gaseosos o líquidos de olor agradable.

Propiedades Químicas (PQ):

Si se calientan a presión con ácido sulfúrico diluido los éteres se convierten en alcoholes.

Usos:

Como medio para extraer y concentrar ácido acético y otros ácidos.

Aldehídos

Son sustancias en las que uno de los extremos de la cadena de carbono hay un doble enlace entre un átomo de carbono y uno de oxígeno.

Propiedades Físicas (PF):

Son en parte covalentes y en parte iónicas dado que el grupo carbonilo está polarizado debido a la resonancia.

Propiedades Químicas (PQ):

Reacción típica de los aldehídos y cetonas: la adición nucleofílica (donde en un compuesto químico un enlace π es eliminado mediante la adición de un nucleófilo, una especie que reacciona cediendo un par de electrones libres a otra especie).

Usos:

Fabricación de resinas, plásticos, solventes, tinturas, perfumes y esencias.

Cetonas

Es un compuesto orgánico caracterizado por poseer un grupo funcional carbonilo unido a dos átomos de carbono.

Propiedades Físicas (PF):

Puntos de ebullición más bajos que los alcoholes de su mismo peso molecular.

Propiedades Químicas (PQ):

Son menos reactivas que los aldehídos, solo se oxidan por oxidantes fuertes.

Usos:

El carbohidrato fructosa, las hormonas cortisona, testosterona y progesterona son cetonas, así como el alcanfor, usado como medicamento tópico.

Ácidos Carboxílicos

Constituyen un grupo de compuestos caracterizados porque poseen un grupo funcional llamado carboxilo.

Propiedades Físicas (PF):

Solubles en agua, entre mayor número de carbonos son menos solubles en agua. Son solubles en disolventes orgánicos como éteres, etanol o benceno.

Propiedades Químicas (PQ):

Actúan como ácidos débiles, porque su pH no es tan bajo como los inorgánicos, presentan reacciones de sustitución formando: sales inorgánicas, ésteres y amidas.

Usos:

Se utilizan para fabricar detergentes biodegradables, lubricantes y espesantes para pinturas.

Derivados de los Ácidos Carboxílicos:

  • Sales orgánicas: son solubles en agua, son cristalinos y no son volátiles. La sal orgánica se hidrogena más fácilmente que los ácidos, empleándose generalmente el éster etílico tratado con una mezcla de sodio y alcohol, y se condensan entre sí en presencia de sodio y con las cetonas. Se utilizan para el consumo humano y es utilizada en la industria.
  • Ésteres: se obtienen por reacción de un ácido con alcoholes. Son hidrosolubles, volátiles, de aroma agradable e insolubles en agua. Se condensan entre sí, no se ionizan. Se utilizan en perfumería, y como sabores.
  • Amidas: consiste en una amina unida a un grupo acilo. Su grupo funcional es del tipo RCONH. Son polares, se oxidan con facilidad, son sólidas e incoloras. Se comportan como bases en reacciones químicas. Se utilizan para cosméticos, textiles y farmacéuticos.

Reacciones Orgánicas

Son reacciones químicas que involucran al menos un compuesto orgánico como reactivo. Los tipos básicos de reacciones químicas orgánicas son reacciones de adición, de eliminación, de sustitución y de reordenamiento.

Isomería

Es una propiedad de ciertos compuestos químicos que con igual fórmula química presentan estructuras moleculares distintas y, por ello, diferentes propiedades.