QUÍMICA ORGÁNICA Y SU RELACIÓN CON OTRAS CIENCIAS
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El documento presenta una introducción a la química orgánica, destacando su importancia en la ciencia y la ingeniería, así como sus aplicaciones en procesos vitales y en la industria. Expone la historia de la química orgánica y la relevancia del carbono en la naturaleza, así como las propiedades de sus compuestos y su impacto en la economía mundial. Además, se menciona el ciclo del carbono y las diversas fórmulas utilizadas para representar compuestos orgánicos.
QUÍMICA ORGÁNICA Y SU RELACIÓN CON OTRAS CIENCIAS
- 1. ÍNDICE QUÍMICA ORGÁNICA CLASE 1 Ing. DORIS ELENA DELGADO TAPIA
- 2. ÍNDICE Debes saber: • ¿Qué es la Química? • ¿Cuál es la importancia de la Química? • ¿Cómo es la relación entre la Química y las Ingenierías? • ¿Cuáles son las ramas?
- 3. ÍNDICE • La química es la ciencia que estudia la materia y sus transformaciones. En la vida, nada sería posible sin la ayuda de la química. La química está inmersa en todos los procesos naturales, así como en la mayoría de las ciencias creadas y descubiertas por el hombre.
- 4. ÍNDICE Ingeniería es: - Área del hacer humano - “Transformar” descubrimientos científicos en: aparatos, instrumentos, dispositivos, etc
- 5. ÍNDICE “La ingeniería es un puente entre la ciencia y la sociedad, y el papel del ingeniero es el de aplicar los últimos descubrimientos científicos en la solución de problemas”.
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- 9. ÍNDICE • ¿Cuéntame la historia de química orgánica? • ¿Qué aportes o descubrimientos?
- 10. ÍNDICE BREVE HISTORIA DE Q.O 1780 • Diferencia compuesto s orgánicos de los inorgánico s 1784 • LAVOISIER: Combustión 1811 y 1831 • LIEBIG, BERZELIU S Y DUMAS: Métodos cuantitativ os para composici ón centesimal y establecier on fórmulas empíricas • 1828: WÖHLER: demostró la falsedad T. VITALISTA 1860 • CANNIZZA RO: Aplicó la hipótesis de Avogadro para diferenciar fórmulas empíricas y moleculare s • Ej. Etileno y ciclopenta no tienen la misma fórmula empírica (CH2) y F.M:…. 1858 y 1861 • KEKULÉ, COUPER y BUTLERO V: “Teoría estructural ” • KEKULÉ: propuso: estructura del benceno • EMISL FISHER: Estructura de azúcares 1916 • KOSSEL Y LEWIS: “Tipos de enlace: IÓNICO Y COVALEN TE 1930 • ERA QUÍMICA ORGÁNIC A: Plásticos, hormonas, antibiótico s • Estudio al medio ambiente, vida humana, salud.
- 11. ÍNDICE Llamada química del carbono, estudia los compuestos del “C” con otros elementos (excepto CO, CO2 y Carbonatos son Compuestos inorgánicos)
- 12. ÍNDICE Más del 95% de las sustancias químicas conocidas son compuestos del C Todos los compuestos responsables de la vida (A.N. Proteínas, enzimas, hormonas, azúcares, lípidos, vitaminas, etc) son orgánicas Su progreso permite: esclarecer procesos vitales La industria química (fármacos, polímeros, pesticidas, herbicidas, etc.), es decir juegas un papel importante en la economía mundial incide en muchos aspectos de nuestra vida diaria con sus productos Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos
- 14. ÍNDICE FASES DEL ESTUDIO DE LOS COMPUESTOS DEL “C” ESTRUCTURA MOLECULAR: Elucidación estructural REACTIVIDAD QUÍMICA: mecanismos de reacción SÍNTESIS: Diseño de métodos eficientes APLICACIONES: Desarrollo industrial, biológico, médico, etc. Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos
- 15. ÍNDICE El carbono en la naturaleza Aparece: Formas muy variadas. combinado, formando una gran cantidad de compuestos, o libre (sin enlazarse con otros elementos). Combinado En la atmósfera: en forma de dióxido de carbono CO2 En la corteza terrestre: formando carbonatos, como la caliza CaCO3 En el interior de la corteza terrestre: en el petróleo, carbón y gas natural En la materia viva animal y vegetal: es el componente esencial y forma parte de compuestos muy diversos: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. En el cuerpo humano, por ejemplo, llega a representar el 18% de su masa. Glúcidos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos
- 16. ÍNDICE El carbono en la naturaleza Diamante Rara forma Se encuentra en forma de cristales transparentes de gran dureza. Origen en el interior de la Tierra donde el carbono está sometido a T° y P° muy elevadas. Libre Grafito Variedad de “C” muy difundida en la naturaleza. Es una sustancia negra, brillante, blanda y untosa al tacto. Se presenta en escamas o láminas cristalinas ligeramente adheridas entre si, que pueden resbalar unas sobre otras. Los átomos de “C” forman una red cristalina atómica en la que cada átomo esta unido a los cuatro de su entorno por fuertes enlaces covalentes. No hay electrones móviles. Esto explica su extraordinaria dureza, su insolubilidad en cualquier disolvente y su nula conductividad eléctrica. Los átomos de carbono se disponen en láminas planas formando hexágonos. Cada átomo está unido a otros tres por medio de enlaces covalentes. El cuarto electrón se sitúa entre las láminas y posee movilidad. Por esto el grafito es fácilmente exfoliable y un excelente conductor del calor y la electricidad.
- 17. ÍNDICE El ciclo del carbono Ciclo del carbono: conjunto de procesos mediante los cuales se realiza el intercambio del carbono entre los seres vivos y el medio que les rodea. Mediante la función de nutrición, los seres vivos toman el carbono de la materia que les rodea para elaborar los compuestos que forman parte de su organismo. Por medio de la respiración y la descomposición de materia orgánica, el carbono vuelve a su entorno. De esta manera se completa el llamado ciclo del carbono Los vegetales toman el carbono a partir del dióxido de carbono, CO2, presente en la atmósfera. Mediante la fotosíntesis fabrican su propia materia orgánica. Los animales que se alimentan de los vegetales o de otros animales (nutrición heterótrofa), transforman después la materia viva de estos seres vivos en su propia materia viva. La respiración de animales y vegetales libera nuevamente dióxido de carbono que vuelve a la atmósfera. Cuando los vegetales y los animales mueren, la descomposición de materia orgánica produce también dióxido de carbono. En algunas ocasiones, los restos de los seres vivos se fosilizan y se transforman, al cabo de millones de años, en carbón o petróleo. La combustión de carbono y petróleo también restituye el dióxido de carbono a la atmósfera.
- 18. ÍNDICE El átomo de carbono Los compuestos que forma el carbono son numerosísimos. Se calcula que superan los tres millones y cada año se descubren o sintetizan unos cien mil más. Esta extraordinaria capacidad de combinación de carbono se debe a su estructura electrónica. C (Z = 6) 1s2 2s2 2p2 Dispone de cuatro electrones en su nivel más externo, con lo que puede formar cuatro enlaces covalentes. Puede establecer enlaces con otros elementos, o bien entre átomos de carbono Enlace entre el carbono y otros elementos En el metano, CH4, el átomo de carbono forma cuatro enlaces covalentes con cuatro átomos de hidrógeno Enlaces simples entre átomos de carbono En el etano, C2H6, cada átomo de carbono forma un enlace covalente simple con el otro átomo. Enlaces dobles entre átomos de carbono En el eteno, C2H4, cada átomo de carbono forma un enlace covalente doble con el otro átomo Enlaces triples entre átomos de carbono En el etino, C2H2, cada átomo de carbono forma un enlace covalente triple con el otro átomo
- 19. ÍNDICE Los compuestos de Carbono El estudio de los compuestos del carbono constituye una parte fundamental y muy extensa de la química, que se denomina química orgánica o química del carbono. Este hecho se debe a diversos motivos: La gran cantidad de compuestos del carbono que se conocen. Este elemento forma más compuestos que todos los otros juntos, los cuales constituyen otra parte de la química llamada química inorgánica. Las propiedades especiales de los compuestos del carbono. La importancia de estos compuestos. Además de formar parte de la materia viva, hay muchos que son de uso común, como combustibles, alimentos y plásticos, fibras sintéticas, medicamentos, colorantes, etc.
- 20. ÍNDICE Propiedades de los compuestos de carbono Los compuestos del carbono forman moléculas cuyos átomos están unidos por fuertes enlaces covalentes, mientras que entre una molécula y otra, cuando las sustancias son sólidas o líquidas, hay unas fuerzas de enlace muy débiles. Por ello decimos que estos compuestos son sustancias covalentes moleculares. Propiedades Insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos Temperaturas de fusión y ebullición bajas. No conducen la corriente eléctrica ni en estado líquido ni en disolución Poseen poca estabilidad térmica, es decir, se descomponen o se inflaman fácilmente cuando se calientan. Suelen reaccionar lentamente debido a la gran estabilidad de los enlaces covalentes que unen sus átomos.
- 21. ÍNDICE Fórmulas de los compuestos de carbono Como todos los compuestos químicos, las sustancias orgánicas se representan mediante fórmulas. Pero, debido a su diversidad y complejidad, además de la fórmula molecular, se suelen utilizar la fórmula semidesarrollada y la desarrollada. Ejemplo Compuesto Fórmula molecular Fórmula semidesarrollada Fórmula desarrollada Propano C3H8 CH3-CH2-CH3
- 22. ÍNDICE ACTIVIDAD 1 • Escribe las principales funciones orgánicas • ¿Cuáles son las fórmulas o representaciones usadas en la química orgánica? Ejemplos
- 23. ÍNDICE Gracias El talento es algo corriente. No escasea la inteligencia, sino la constancia. Doris Lessing
- 24. ÍNDICE