La Qumica del Carbono Metodologa de la Fsica

La Química del Carbono Metodología de la Física y Química Máster Universitario en Formación del Profesorado en Educación Secundaria Elena Fernández Delgado

Índice • La química orgánica • El Carbono – Enlaces – Propiedades – Cadenas carbonadas • Los Hidrocarburos – Formulación • Hidrocarburos de cadena abierta – Cadenas lineales – Cadenas ramificadas • Experiencias de laboratorio • Mapa resumen • Bibliografía

La Química Orgánica Antiguamente Actualmente Aquella que estudia las sustancias relacionadas con la vida Parte de la química que estudia los compuestos que contienen carbono en sus moléculas. C Grupo 14 Masa atómica: 12, 011

El Carbono

Propiedades de los compuestos del Carbono Nº de compuestos que contienen C > Nº de compuestos formados por el resto de elementos • Son poco solubles en agua pero solubles en disolventes orgánicos • No conducen la corriente eléctrica • Poseen poca estabilidad térmica Se descomponen o inflaman fácilmente al ser calentados • Reaccionan lentamente por la gran estabilidad de sus enlaces covalentes Requieren catalizadores

Enlaces del Carbono El número atómico del carbono es 6, siendo su configuración electrónica: 1 s 2 2 p 2 o 1 s 2 2 px 1 2 py 1 2 pz

Enlaces del Carbono Fórmula molecular Sencillos C 2 H 6 Fórmula estructural Fórmula desarrollada semidesarrollada CH 3 – CH 3 Etano Dobles C 2 H 4 Eteno Triples C 2 H 2 Etino CH 2 = CH 2 CH Modelo molecular

Cadenas carbonadas El C puede formar largas cadenas de átomos de C, unidos mediante enlaces covalentes. El número de átomos de una cadena se llama longitud de la cadena. Longitud de la cadena C 3 C 5 C 6 Compuesto C 3 H 6 C 5 H 12 C 6 H 12 Tipo de cadena Lineal Representación CH 3– CH 2 – CH 3 Ramificada Cíclica

Cadenas carbonadas El C puede formar largas cadenas de átomos de C, unidos mediante enlaces covalentes. C unido a 1 C Primario C unido a 2 C Secundario C unido a 3 C Terciario C unido a 4 C Cuaternario 9. 8. 2. 1. 6. 7. 3. 4. 5.

Los Hidrocarburos Llamamos Hidrocarburos a los compuestos orgánicos en cuya molécula sólo hay átomos de Carbono e Hidrógeno. Formado solo por enlaces sencillos Tienen algún enlace doble o triple

¿Qué tipo de hidrocarburos son? CH 3– CH 2 – CH 3 Alcano HIDROCARBURO SATURADO CH 3– CH =CH 3 Alqueno CH 3– C CH 3 Alquino HIDROCARBUROS INSATURADOS

Aplicaciones de los hidrocarburos Alcanos Alquenos Alquinos Calefacción y concina Gas natural Combustibles Solventes Diesel y queroseno Lubricantes Elaboración de plásticos Cañerías, envases, bolsas , aislantes eléctricos Industria textil y para fabricar tubos y cuerdas Etino: combustible de alto rendimiento A partir de él se sintetizan compuestos orgánicos como el ácido acético , que puede dar lugar a plásticos y caucho.

Formulación PREFIJO Indica la longitud de la cadena. Prefijo Met- Longitud de la cadena C 1 Et- C 2 Prop- C 3 But- C 4 Pent- C 5 Hex- C 6 Hept- C 7 Oct- C 8 Non- C 9 Dec- C 10 TERMINACIÓN Indica el tipo de hidrocarburo Hidrocarburo Alcano Alqueno Alquino Terminación -ano -eno -ino Enlace Sencillo (C – C) Doble (C = C) Triple (C C) Delante del nombre se coloca el número del primer carbono que lleva el enlace doble o triple, numerando la cadena por el carbono más próximo a ese enlace. Ejemplo: CH 2 = CH – CH 2 – CH 3 1 2 3 4 1 - pent eno 5

Formulación Prefijo Met- Longitud de la cadena C 1 Et- C 2 Prop- C 3 But- C 4 Pent- C 5 Hex- C 6 Hept- C 7 Oct- C 8 Non- C 9 Dec- C 10 Hidrocarburo Alcano Alqueno Alquino Terminación -ano -eno -ino Enlace Sencillo (C – C) Doble (C = C) Triple (C C) CH 3 – CH 2 – CH 3 propano CH 3 – CH 2 – CH = CH 2 1 - but eno CH C – CH 2 – CH 3 1 - pent ino 1 4 1 2 3 2 3 1 4 5

Hidrocarburos de cadena abierta Cadena lineal Butano Propano CH 3 -CH 2 -CH 3 Butano CH 3 -CH 2 -CH 3 Pentano CH 3 -CH 2 -CH 3 Hexano CH 3 -CH 2 -CH 3 Serie homóloga: conjunto de compuestos que difieren del anterior en un grupo metileno (-CH 2 -) Cadena ramificada C 4 H 10 Metilpropano Radicales alquilo Alcano de procedencia Radical alquilo Metano CH 4 Metilo -CH 3 Etano CH 3 -CH 3 Etilo -CH 2 -CH 3 Propano CH 3 -CH 2 -CH 3 Propilo -CH 2 -CH 3

Formulación con cadena ramificada Alcanos 1. Identificamos la cadena de carbonos más larga o cadena principal. 2. Numeramos los C por el extremo que otorgue el número (localizador) más 7 6 5 4 3 2 1 bajo posible a los radicales. 3. Nombramos los radicales por orden alfabético, precedidos de su localizador. 4. Nombramos la cadena principal 4 -ETIL -2 -METIL HEPTANO 7 6 5 4 3 2 Si hay varios sustituyentes iguales se añade un prefijo (di-, tri-, tetra-…) al nombre del radical 2, 4, 5 -TRIMETIL HEPTANO NO SE TIENEN EN CUENTA EN EL ORDEN ALFABÉTICO 1

Ejemplo adicional 1 2 ¿ 3 4 5 6 4 -ETIL - 3, 4 -DIMETIL HEPTANO 3, 4 -DIMETIL -4 -ETIL HEPTANO 7 ?

Formulación con cadena ramificada 1. La cadena principal es la cadena más larga que contenga el doble o triple enlace. 2. Si existe más de un doble/triple enlace, la cadena principal es aquella que tiene más dobles/triples enlaces. Alquenos y alquinos 1 2 3 4 5 6 7 3, 4 -DIMETIL -2 -HEPTENO Si hay varios dobles/triples enlaces se añade un prefijo (dieno- ó diino, trieno ó triino-, …) al nombre de la cadena principal 1 2 3 4 5 6 7 6 -METIL -3 -PROPIL -1, 4 -HEPTADIINO

Determinación del Carbono CO 2 Sustancia + Cu. O C + Cu. O → CO 2 (g) CO 2 + Ca(OH)2 → Ca. CO 3 (s) Ca(OH)2 (aq)

Identificación de alcanos Br 2 (aq) CH 4 + Br 2 → CH 3 Br + HBr (g) Alcano (l) La disolución de bromo se decolora

Bibliografía • Libro Física y Química, 1º Bachillerato, Editorial Guadiel • http: //slideplayer. es/slide/161816/ • http: //www. portaleducativo. net/segundomedio/48/propiedades-del-carbono • http: //quimicainteractiva 11. blogspot. com. es/2016/04/quimic a-del-carbono_21. html • http: //slideplayer. es/slide/download/ • http: //slideplayer. es/slide/7487792/ • http: //es. slideshare. net/rafaruizguerrero/tema-3 quimicadelcarbonoslideshare • http: //centros. edu. xunta. es/iesasardineira/web_CS/qo/nome nclatura/nomenorgan/oxigenados. php • http: //slideplayer. es/slide/download/