Trabajos, ejercicios lecturas de rapaso, Esquemas y mapas conceptuales de Química

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9 ¡Qué buena decisión! Siéntete completamente bienvenido a disfrutar de este nuevo proceso de aprendizaje, en el que la constancia y la disciplina, serán la clave fundamental para que empieces a materializar tus sueños. Queremos acompañarte y apoyarte en el camino en el que solo tú, puedes liderar, brindándote las herramientas necesarias para vencer los obstáculos del progreso y que en un futuro cercano, puedas decir “lo logré”. “La educación no cambia el mundo, cambia a las personas que van a cambiar el mundo”

• Paulo Freire- Esta guía, será tu soporte de aprendizaje, en el que encontrarás los conceptos primordiales para la construcción de tu conocimiento; las actividades que aquí encontrarás, te ayudarán a afianzar cada uno de los temas aprendidos y a la aplicación de los mismos, en la cotidianidad. Recuerda que, si necesitas apoyo, puedes contar incondicionalmente con: Adicionalmente, debes tener presente la escala de valores con la que serás calificado: de 0.0 a 5.0. Siendo 5.0 la nota máxima y de un excelente trabajo y 3.5, el valor mínimo con el que podrás aprobar la asignatura. Por lo tanto, te animo a que sea el 5.0, la calificación que destaque en tu rendimiento. Datos del estudiante.

QUÍMICA DEL CARBONO

9 Estos orbítales son idénticos entre si, pero diferentes de los originales ya que tienen características de los orbítales “s” y “p”. Combinadas. Estos son los electrones que se comparten. Hibridación sp^3 En este tipo de hibridación se forman cuatro enlaces sencillos. Hibridación sp^2 El átomo de carbono forma un enlace doble y dos sencillos. Hibridación sp En este tipo de hibridación sólo se combina un orbital “p” con el orbital “s”. Con este tipo de hibridación el carbono puede formar un triple enlace.

GEOMETRÍA MOLECULAR

El tipo de hibridación determina la geometría molecular la cual se resume en el siguiente cuadro.

FORMULAS QUÍMICAS.

9  Empíricas. Es la fórmula más simple posible. Indica qué elementos forman la molécula y en qué proporción están. Es la fórmula que se obtiene a partir de la composición centesimal de un compuesto. Por ejemplo, si tenemos un hidrocarburo (formado por H y C ) podemos combustionarlo en presencia de oxígeno, y a partir del CO 2 y H 2 O que se forman determinar la cantidad de C e H que contiene. Bastará calcular los moles de C e H, y dividir estas dos cantidades por el valor más pequeño determinando la proporción de los átomos en el compuesto, es decir, su fórmula empírica. Ejemplo: CH, compuesto formado por carbono e hidrógeno, en la proporción: 1 a 1.  Molecular. Indica el número total de átomos de cada elemento en la molécula. Para conocer la fórmula molecular a partir de la empírica es preciso conocer la masa molecular del compuesto. A partir de las propiedades coligativas, como presión osmótica, descenso crioscópico o aumento ebulloscópico, podemos determinar la masa molecular, y a partir de ésta la fórmula molecular con una simple proporción. Hay tres formas distintas de escribir una fórmula molecular: Condensada Expresa el tipo y número de átomos de la molécula. Pero no informa de los enlaces que presenta la misma. Ejemplo : C 6 H 6 compuesto formado por seis átomos de carbono y seis átomos de hidrógeno. Semidesarrollada En ella se representa sólo los enlaces carbono- carbono. Ejemplo : HC º CH presenta un enlace triple carbono-carbono. Desarrollada o Estructural Se representan todos los enlaces de la molécula. Ejemplo : H - C º C - H En la mayor parte de los casos bastará con la fórmula semidesarrollada.  Geométricas. Abrevian la escritura e indican la distribución de los átomos en el plano o en el espacio. Planas En lugar de CH 3 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 3

9 Primario Un carbono es primario si está unido sólo a un átomo de carbono. Los dos átomos de carbono son primarios Secundario Si está unido a dos átomos de carbono. El átomo de carbono central es secundario. Terciario Si está unido a tres átomos de carbono. El átomo de carbono (3) es terciario. Cuaternario Si está unido a cuatro átomos de carbono. El átomo de carbono (3) es cuaternario. ISÓMEROS. Se llaman isómeros a dos o más compuestos diferentes que tienen la misma fórmula molecular, pero diferente fórmula estructural , y diferentes propiedades físicas o químicas. Estructural: Los isómeros se diferencian por el orden en que están enlazados los átomos en la molécula. Isomería de cadena: Distinta colocación de algunos átomos en la cadena.

9 Isomería de posición: Distinta posición del grupo funcional. Isomería de función: Distinto grupo funcional. Estereoisomería: Los isómeros se diferencian por la disposición tridimensional de los átomos en la molécula. Isomería geométrica o cis- trans: propia de los compuestos con dobles enlaces. Isomería óptica: propia de compuestos con carbonos asimétricos, es decir, con los cuatro sustituyentes diferentes.

FUNCIÓN QUÍMICA Y GRUPO FUNCIONAL.

Se llama función química a cada grupo de compuestos con propiedades y comportamientos químicos característicos. Cada función posee un grupo funcional , que es el grupo de átomos que caracterizan a una función química y que tienen propiedades características bien definidas. Ejemplo: el sabor ácido que tienen el limón y el vinagre se debe a la presencia en la estructura del grupo carbox ilo - COOH. Las funciones químicas que vamos a formular, con sus grupos funcionales, están en la siguiente tabla.

NOMENCLATURA.

Es el conjunto de reglas que permiten asignar, unívocamente, un nombre a cada compuesto químico.  Nomenclatura sistemática Es la que se ajusta a un sistema prefijado. Se deben seguir los convenios establecidos por la I.U.P.A.C. (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada).  Nomenclatura tradicional Arraigada en el lenguaje químico convencional, aún que no sigue unas normas prefijadas. Muchos de estos nombres tradicionales están aceptados por la IUPAC.

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ORDEN DE PREFERENCIA

 Cuando en un compuesto hay un sólo grupo funcional , la cadena principal es la que contiene la función, y se numera de tal forma que corresponda al carbono de la función el localizador más bajo posible.  Cuando en el compuesto hay más de un grupo funcional , la cadena principal es la que contiene la función preferente; las demás funciones no se tienen en cuenta e se nombran como sustituyentes. Nombre Fórmula Terminación Substituyente Ac.carboxílico R-COOH -oico carboxi- Éster R-COOR’ -oato oxicarbonil- Amida R-CO-NH 2 -amida carbamoíl- Nitrilo R-CºN -nitrilo ciano- Aldehído R-COH -al formil- Cetona R-CO-R’ -ona oxo- Alcohol R-OH -ol hidroxi- Fenol Ar-OH -ol hidroxi- Amina R-NH 2 -amina amino- Éter R-O-R’ -oxi- oxi-, oxa- Doble enlace R=R’ -eno ...enil- Triple enlace RºR’ -ino ...inil- Halógeno R-X fluoro-, cloro- bromo-, iodo- Nitroderivados R-NO 2 nitro- Radical alquilo R-R’ -ano ...il-

LOS HIDROCARBUROS.

ALCANOS.

Son compuestos de C e H (de ahí el nombre de hidrocarburos) de cadena abierta que están unidos entre sí por enlaces sencillos (C-C y C-H). Su fórmula empírica es CnH2n+2 , siendo n el número de carbonos.

9 2,2,4 -trimetil-pentano, y no 2,4,4 -trimetil-pentano

4. Las cadenas laterales se nombran antes que la cadena principal, precedidas de su correspondiente número localizador y con la terminación " -il " para indicar que son radicales. 5. Si un mismo átomo de carbono tiene dos radicales se pone el número localizador delante de cada radical y se ordenan por orden alfabético. 4- e til-2- m etil-5- p ropil-octano 6. Si un mismo radical se repite en varios carbonos, se separan los números localizadores de cada radical por comas y se antepone al radical el prefijo " di- ", " tri- ", " tetra- ", etc. 2,3- di metil-butano 7. Si hay dos o más radicales diferentes en distintos carbonos, se nombran por orden alfabético anteponiendo su número localizador a cada radical. en el orden alfabético no se tienen en cuenta los prefijos: di-, tri-, tetra- etc. así como sec-, terc-, y otros como cis-, trans-, o-, m-, y p-; pero cuidado si se tiene en cuenta iso- 5- i sopropil-3- m etil-octano 8. Si las cadenas laterales son complejas, se nombran de forma independiente y se colocan, encerradas dentro de un paréntesis como los demás radicales por orden

9 alfabético. En estos casos se ordenan por la primera letra del radical. Por ejemplo, en el (1,2-dimetilpropil) si tendremos en cuenta la "d" para el orden alfabético, por ser un radical complejo. En las cadenas laterales el localizador que lleva el número 1 es el carbono que está unido a la cadena principal. 5-(1,2- d imetilpropil)-4- e til-2- m etil-nonano Ejemplo de nomenclatura. 3-metil-pentano 4-etil-2,4-dimetil-hexano 3-isopropil-2,5-dimetil-heptano ALQUENOS. Son hidrocarburos de cadena abierta que se caracterizan por tener uno o más dobles enlaces, C=C. Nomenclatura. Se nombran igual que los alcanos, pero con la terminación en " -eno ". De todas formas, hay que seguir las siguientes reglas:

1. Se escoge como cadena principal la más larga que contenga el doble enlace. De haber ramificaciones se toma como cadena principal la que contenga el mayor número de dobles enlaces, aunque sea más corta que las otras.

9 Son hidrocarburos de cadena abierta que se caracterizan por tener uno o más triples enlaces, carbono-carbono. Nomenclatura. En general su nomenclatura sigue las pautas indicadas para los alquenos, pero terminando en " -ino ". Es interesante la nomenclatura de los hidrocarburos que contienen dobles y triples enlaces en su molécula.

1. En este caso, hay que indicar tanto los dobles enlaces como los triples , pero con preferencia por los dobles enlaces que serán los que dan nombre al hidrocarburo. 1- buten -3-ino

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2. La cadena principal es la que tenga mayor número de insaturaciones (indistintamente), pero buscando que los números localizadores sean los más bajos posibles. En caso de igualdad tienen preferencia los carbonos con doble enlace. 4-(3-pentinil)-1,3-nonadien-5,7-diino Ejemplos. etino (acetileno) propino 1-butino 2-butino etinilo 2-propinilo 1-propinilo 1-pentino HIDROCARBUROS CÍCLICOS. Son hidrocarburos de cadena cerrada. Los ciclos también pueden presentar insaturaciones. Nomenclatura. Los hidrocarburos cíclicos se nombran igual que los hidrocarburos (alcanos, alquenos o alquinos) del mismo número de átomos de carbono, pero anteponiendo el prefijo " ciclo- ". Ciclobutano 1. Si el ciclo tiene varios sustituyentes se numeran de forma que reciban los localizadores más bajos, y se ordenan por orden alfabético. En caso de que haya varias opciones decidirá el orden de preferencia alfabético de los radicales.

9 1,5-ciclooctadieno 1,1,2-trimetil-ciclopentano 4-etil-4,5-dimetil-ciclohexeno AROMÁTICOS. Son hidrocarburos derivados del benceno. El benceno se caracteriza por una inusual estabilidad, que le viene dada por la particular disposición de los dobles enlaces conjugados. Nomenclatura. Reciben este nombre debido a los olores intensos, normalmente agradables, que presentan en su mayoría. El nombre genérico de los hidrocarburos aromáticos mono y policíclicos es "areno" y los radicales derivados de ellos se llaman radicales "arilo". Todos ellos se pueden considerar derivados del benceno , que es una molécula cíclica, de forma hexagonal y con un orden de enlace intermedio entre un enlace sencillo y un doble enlace. Experimentalmente se comprueba que los seis enlaces son equivalentes, de ahí que la molécula de benceno se represente como una estructura resonante entre las dos fórmulas propuestas por Kekulé , en 1865, según el siguiente esquema:

1. Cuando el benceno lleva un radical se nombra primero dicho radical seguido de la palabra " -benceno ". clorobenceno, metilbenceno (tolueno) y nitrobenceno 2. Si son dos los radicales se indica su posición relativa dentro del anillo bencénico mediante los números 1,2 ; 1,3 ó 1,4 , teniendo el número 1 el sustituyente más

9 importante. Sin embargo, en estos casos se sigue utilizando los prefijos " orto ", " meta " y " para " para indicar esas mismas posiciones del segundo sustituyente.

1. 1,2-dimetilbenceno, (o-dimetilbenceno) o (o-xileno)
2. 1,3-dimetilbenceno, (m-dimetilbenceno) o (m-xileno)
3. 1,4-dimetilbenceno, (p-dimetilbenceno) o (p-xileno) 3. En el caso de haber más de dos sustituyentes , se numeran de forma que reciban los localizadores más bajos, y se ordenan por orden alfabético. En caso de que haya varias opciones decidirá el orden de preferencia alfabético de los radicales. 1-etil-2,5-dimetil-4-propilbenceno 4. Cuando el benceno actúa como radical de otra cadena se utiliza con el nombre de " fenilo ". 4-etil-1,6-difenil-2-metil-hexano Ejemplos. fenilo bencilo