• QUÍMICA DO CARBONO
• FÓRMULAS QUÍMICAS
• CADEAS DE CARBONO
• ISOMERÍA
• FUNCIÓN QUÍMICA E GRUPO FUNCIONAL
• NOMENCLATURA
• EDITORES DE MOLÉCULAS
• EXERCICIOS

QUÍMICA DO CARBONO

    Os seres vivos están formados principalmente por C carbono, H hidróxeno, O osíxeno e N nitróxeno, e, en menor medida, conteñen tamén S xofre e P fósforo xunto con algúns halóxenos e metais. De aí que os compostos de carbono se coñezan co nome de compostos orgánicos (ou dos seres vivos). Pero, coidado, tamén hai moitos outros compostos de carbono que non forman parte dos seres vivos.

    A parte da Química que estudia os compostos do carbono é a Química Orgánica ou Química do Carbono, pois este elemento é común a tódolos compostos orgánicos. 

Friedrich Wöhler (1800-1882)

    En 1828 a síntese da urea, realizada polo químico alemán Wöhler, a partir da evaporación dunha disolución de cianato de amonio, que é un sal inorgánica, cambia radicalmente o mundo da química. A química orgánica xa non está ligada á intervención dos organismos vivos, pódense sintetizar compostos orgánicos a partir de sustancias inorgánicas. Esta é a razón de que hoxe se prefira falar de química do carbono, para referirse á química orgánica, aínda que se conserva por razóns históricas tamén esta denominación.

    A Química Orgánica é a Química do Carbono. Por compostos orgánicos entendemos os compostos do carbono, agás os óxidos CO e CO₂ e os carbonatos que se estudian como compostos inorgánicos dende sempre. A Química Orgánica non é só a química dos compostos dos seres vivos, son tamén os compostos derivados do petróleo, do carbón, e os preparados sinteticamente no laboratorio.

    O número de compostos orgánicos coñecidos (varios millóns na actualidade) é moi superior ó de compostos inorgánicos, a pesares de ser tan poucos os elementos que entran na súa composición. A razón deste feito hai que buscala na capacidade que presenta o carbono para combinarse facilmente consigo mesmo e cos outros elementos mediante enlaces covalentes. 

    A configuración electrónica do carbono é:

   [C]=1s² 2s² 2px¹ 2py¹ 2pz⁰

    Dada a pouca diferencia de enerxía entre os orbitais 2s e os 2p é fácil promocionar un electrón 2s a un orbital 2p, obténdose a configuración:

[C]=1s² 2s¹ 2px¹ 2py¹ 2pz¹

que permite a formación de catro enlaces covalentes por compartición de electróns, xa sexa consigo mesmo ou con outros elementos, gáñase así con creces a enerxía antes invertida en promocionar o electrón a un orbital superior.

   As principais fontes naturais de carbono son o petróleo, o gas natural e o carbón.

    O grande número de compostos orgánicos e a tremenda variedade dos seus tamaños e estructuras fai necesaria unha mínima sistematización na súa nomenclatura. A IUPAC (Unión Internacional de Química Pura e Aplicada) deseñou unhas normas que se basean fundamentalmente na utilización de prefixos que indican o número de átomos de carbono das cadeas carbonadas e sufixos para informar sobre a presencia dos diversos grupos funcionais, que se converten en prefixos específicos cando non actúan como grupo principal nos compostos polifuncionais.  

    Veremos máis de vagar as normas básicas de formulación das funcións orgánicas máis representativas.

FÓRMULAS QUÍMICAS

   A fórmula química é a forma escrita dunha molécula. Debe proporcionar, como mínimo, dúas informacións importantes: que elementos forman o composto e en que proporción atópanse devanditos elementos no mesmo

   A fórmula pode ser:

• Empírica:

   É a fórmula máis simple posible. Indica que elementos forman a molécula e en que proporción están. É a fórmula que se obtén a partir da composición centesimal dun composto. Por exemplo, se temos un hidrocarburo (formado por H e C) podemos combustionalo en presenza de osíxeno, e a partir do CO₂ e H₂O que se forman determinar a cantidade de C e H que contén. Bastará calcular os moles de C e H, e dividir estas dúas cantidades polo valor máis pequeno determinando a proporción dos átomos no composto, é dicir, a súa fórmula empírica.

   Exemplo : (CH)_n, composto formado por carbono e hidróxeno, na proporción: 1 a 1.

• Molecular:

   Indica o número total de átomos de cada elemento na molécula. Para coñecer a fórmula molecular a partir da empírica é preciso coñecer a masa molecular do composto. A partir das propiedades coligativas, como presión osmótica, descenso crioscópico ou aumento ebuloscópico, podemos determinar a masa molecular, e a partir desta a fórmula molecular cunha simple proporción.

   Hai tres formas distintas de escribir unha fórmula molecular:

• Xeométricas:

   Abrevian a escritura e indican a distribución dos átomos no plano ou no espazo.

CADEAS DE CARBONO

   É a secuencia de átomos de carbono, unidos entre si, que forman o esqueleto da molécula orgánica.

   Hai diferentes tipos de cadea, segundo sexa a súa forma:

• Aberta ou acíclica: Os átomos de carbono extremos non están unidos entre si. Non forman aneles ou ciclos.

   Pode ser:

• Pechada ou cíclica: O último carbono da cadea únese ó primeiro, formando  un ciclo ou anel. Este curso non as imos estudiar.

 Hai varios tipos:

ISOMERÍA

FUNCIÓN QUÍMICA E GRUPO FUNCIONAL

   Chámase función química a cada grupo de compostos con propiedades e comportamentos químicos característicos.

    Cada función caracterízase por posuír un agregado, dun ou varios átomos, ó que se denomina grupo funcional.

    As funcións químicas que imos formular, cos seus grupos funcionais, están na seguinte táboa:

FUNCIÓN	GRUPO FUNCIONAL	EXEMPLO
Alcanos	Non ten	etano
Alquenos		eteno
Alquinos		etino
Alcohois		etanol
Éteres		etil metil éter
Aldehidos		etanal
Cetonas		propanona
Ácidos carboxílicos		ácido etanoico
Ésteres		metanoato de metilo
Aminas		metilamina

NOMENCLATURA

• Nomenclatura sistemática

É a que se axusta a un sistema prefixado.

Débense seguir os convenios establecidos polo I.U.P.A.C. (Unión Internacional de Química Pura e Aplicada).

• Nomenclatura tradicional

Arraigada na linguaxe química convencional, aínda que non segue unhas normas prefijadas.

Moitos destes nomes tradicionais están aceptados pola IUPAC.

Nos seguintes enlaces tes información e exercicios sobre cada tipo de función:

EDITORES DE MOLÉCULAS

Outros editores podémolos usar online como os seguintes:

Editor de moléculas MolView

Editor de moléculas JSME Molecular Editor

Con eles podes crear modelos en 3D que che acercarán máis á estructura real das moléculas. Nós acostumamos a escribir as moléculas sobre o papel como se foran planas, pero as moléculas orgánicas son tridimensionais, por iso son tan necesarios os modelos moleculares para entendelas, estes editores de moléculas tamén nos ayudan a acercarnos ás súas estructuras reais.

EXERCICIOS

Empeza polas fórmulas escribindo os seus nomes e logo pasa aos nomes e escribe as fórmulas correspondentes.

EXERCICIOS DE FORMULACIÓN ORGÁNICA

Gustaríame acabar cuns documentais que nos enfrontan ao consumo esaxerado que facemos actualmente dos produtos plásticos. Os residuos plásticos alcanzan dimensións inmensas no actual modelo de consumo das nosas sociedades. Que non acabemos poñendo en perigo o futuro da vida no planeta tamén depende das accións que podamos tomar, cada un, na nosa vida diaria. Paga a pena reflexionar sobre isto: