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La química se puede dividir en seis áreas de conocimiento: química general e inorgánica (estudia los compuestos inorgánicos y la estructura de la materia), química Orgánica (estudia compuestos de carbono, sus reacciones y propiedades), química analítica (estudia técnicas de identificación y cuantificación de sustancias químicas), química física (estudia los aspectos termodinámicos y cinéticos de sustancias y reacciones) y bioquímica (estudia la interacción de sustancias con organismos vivos) .
El primer uso de compuestos orgánicos por parte del hombre fue en el descubrimiento del fuego; casi todo lo que se quema es un compuesto orgánico. En resumen, toda la vida se basa en carbono, desde el combustible que quemamos hasta la composición de nuestro propio cuerpo. Aproximadamente el 60% de la masa corporal de una persona está compuesta de compuestos orgánicos (sin incluir el agua). La diversidad de compuestos orgánicos existentes también es grande, alrededor de 20 millones, entre naturales y sintéticos.
Entre finales del siglo XVIII y principios del XIX, los científicos comenzaron a dedicar tiempo a comprender la química de los organismos vivos, aislando e identificando sustancias presentes en los cuerpos. En ese momento, se creía en la Teoría de la Fuerza Vital de Berzelius, que postulaba que los compuestos orgánicos solo podían ser producidos por organismos vivos, de ahí el término ‘química orgánica’. Unos años más tarde, en 1828, Friedrich Wöhler logró sintetizar en el laboratorio la sustancia urea a partir de un compuesto inorgánico, volcando la teoría de Berzelius. Hoy en día, la química orgánica es el campo que estudia los compuestos de carbono con propiedades características, sus diferentes funciones, comportamiento espacial y reacciones.
La química orgánica se puede subdividir en:
estudio de carbono
Es la parte de la química orgánica que estudia el elemento carbono, utilizando el conocimiento de los enlaces químicos para determinar los tipos de enlaces posibles para el elemento y su hibridación en cada caso, así como su capacidad de enlace y su comportamiento dentro de las moléculas orgánicas.
En esta sección también estudiamos la clasificación de cadenas de carbono y los principios básicos de la denominación de cadenas.
A continuación se muestra un resumen de la regla de denominación de la cadena orgánica.
Nomenclatura: PREFIX + INFIX + SUFFIX (depende de la función orgánica)
| Sufijo | Infijo | ||
| No. de Carbonos | Saturación de cadena | ||
| 1C | REUNIÓ | saturado | UN |
| 2C | ET | ||
| 3C | APUNTALAR | insaturado | |
| 4C | PERO | ||
| 5C | ENCERRADO | 1 doble | ES |
| 6C | MALEFICIO | 2 dobles | DIEN |
| 7C | HEPT | 3 dobles | TRIEN |
| 8C | OCT | 1 triple | EN |
| 9C | NO | 2 triples | DIIN |
| 10C | DIC | 3 triples | TRIIN |
| 11C | UNDEC | ||
Estudio de funciones orgánicas
El estudio de las funciones orgánicas es el área donde se aprende a identificar las funciones, sus grupos funcionales y su nomenclatura oficial.
La siguiente tabla presenta las principales funciones orgánicas y sus respectivos grupos funcionales.
| Ocupación | Grupo funcional |
| Hidrocarburo | H, C |
| Alcohol | -OH |
| Fenol | Ar ‒ OH Caromático |
| Éter | -O- |
| Aldehído |  |
| cetona |  |
| ácido carboxílico |  |
| Ester |  |
| haluro orgánico | ‒X (F, Callí, Br, yo) |
| haluro de ácido | (F, Callí, Br, yo) |
| La mina | NUEVA HAMPSHIREdos |
| amida |  |
| Nitrocompuesto | -EN ELdos |
| Nitrilo | ‒CN |
| ácido sulfónico | -SOLO3H |
| Compuesto de Grignard | ‒MgX (F, Callí, Br, yo) |
Propiedades de los compuestos orgánicos
Estudia las propiedades inherentes a cada clase de funciones y cómo interactúan entre sí. Entre las propiedades estudiadas se encuentran la temperatura de fusión, la temperatura de ebullición, la solubilidad, la acidez y la basicidad.
En general, todas las propiedades físicas dependen de las interacciones intermoleculares presentes en los compuestos. Recuerde el orden de fuerza de las interacciones intermoleculares: Enlace de hidrógeno> Dipolo-dipolo> Van der Waals.
Isomería
La isomería es el fenómeno en el que dos o más sustancias diferentes tienen la misma fórmula molecular y tienen fórmulas estructurales diferentes. Esta rama de la química estudia las similitudes entre las cadenas y funciones de carbono, así como su comportamiento espacial. La isomería se divide en plana (considera solo la fórmula estructural plana) y espacial (considera la fórmula estructural espacial y la simetría de la molécula).
Es un campo importante porque la isomería está presente principalmente en medicamentos, donde a menudo tenemos isómeros activos (los que tienen interés farmacológico) e inactivos.
reacciones orgánicas
Las reacciones orgánicas ocurren tanto en procesos orgánicos como industriales, por lo que es importante estudiarlos para comprender la bioquímica, los procesos metabólicos y las interacciones que ocurren en los seres vivos. Es un área de gran incentivo a la investigación en laboratorios y universidades ya que es la base para el desarrollo de medicamentos, procesos de la industria alimentaria, entre otros.
Las reacciones orgánicas se dividen en sustitución, adición y eliminación.
reacciones de reemplazo: Es una reacción de doble intercambio donde se reemplaza un átomo o grupo de átomos.
Ejemplo:
CH4 + Cldos → CH3Cl + HCl
reacciones de adición: es la reacción en la que dos o más reactivos se unen para formar un solo producto. Suele presentarse en compuestos insaturados o cíclicos.
Ejemplo:
HdosC = CHdos + Hdos → H3C ‒ CH3
reacciones de eliminación: Es lo opuesto a la reacción de adición. En este caso, un solo reactivo se somete a un proceso en el que la molécula se descompone en dos o más moléculas más pequeñas. Suele ocurrir con el uso de un catalizador o calor.
Ejemplo:
CH3‒CH3 → CHdos= CHdos + Hdos
Polímeros
Los polímeros son macromoléculas formadas después de una reacción de polimerización entre monómeros. Hay polímeros naturales, como proteínas, celulosa y látex, y polímeros sintéticos, que se sintetizan en el laboratorio para “copiar” los naturales. Ejemplos de polímeros sintéticos son plásticos, espuma de poliestireno y nailon.
Entre los polímeros sintéticos, hay dos tipos: polímeros de adición y de condensación.
Polímeros de adición: los monómeros utilizados en la producción de estos polímeros deben tener al menos un doble enlace entre carbonos. Durante la polimerización, el enlace π se rompe y se forman dos nuevos enlaces simples.
Ejemplos: PET, PVC, PVA y cauchos sintéticos.
Polímeros de condensación: se forman por la polimerización de dos monómeros diferentes, liberando una pequeña molécula (normalmente agua) durante la condensación. No es necesario que haya un doble enlace en uno de los monómeros, pero los dos deben tener funciones diferentes.
Ejemplos: poliéster, silicona, formica (baquelita).
Bioquímica
En esta rama de la química orgánica, estudiamos con mayor profundidad las moléculas responsables de la constitución y mantenimiento de la vida en los seres vivos. Entre las principales biomoléculas se encuentran los carbohidratos, las proteínas y los lípidos.
Carbohidratos: son polisacáridos (azúcares), como glucosa y fructosa. Su función principal es aportar energía a nuestro organismo.
Proteínas: son polímeros de condensación naturales formados por hasta 20 aminoácidos diferentes. Su función es formar fibras musculares, cabello y piel. Algunos funcionan como catalizadores en las reacciones del cuerpo y se denominan enzimas.
Lípidos: se forman a partir de la reacción de un ácido graso con glicerol. Los más importantes son los aceites y las grasas. El triglicérido es un lípido que tiene tres grupos éster en su estructura.
Petróleo
El petróleo tiene en su composición principalmente hidrocarburos y sus componentes son de gran importancia económica. Aproximadamente el 85% de los materiales obtenidos del petróleo se utilizan como combustible y el otro 15% en la industria petroquímica, por ejemplo, en la producción de plásticos y asfalto. Como material de tanta importancia, el estudio de su proceso de refinado y craqueo es una de las ramas de estudio de la química orgánica.
Bibliografía:
Atkins, PW, Jones, L., Principios de la química: cuestionando la vida moderna y el medio ambiente, 5a ed., Porto Alegre: Ed. Bookman, 2012.
Usberco J., Salvador E., Química General, 12a ed., São Paulo: Saraiva, 2006.
El oseltamivir, representado en la figura al lado, es el principio activo del antiviral Tamiflu®, que se utiliza en el tratamiento de la influenza A (H1N1). Marque la casilla que NO indica una función orgánica presente en la estructura de la molécula de oseltamivir.
