Hidrocarburo aromatico
Un hidrocarburo aromatico es
un compuesto organico cíclico conjugado que cumple
la Regla de Hückel, es decir, que tienen un total de
4n+2electrones pi en el anillo. Para
que se dé la aromaticidad, deben cumplirse ciertas premisas, por ejemplo que los dobles enlaces resonantes de
la molécula estén conjugados y que se den al menos
dos formas resonantes equivalentes. La estabilidad excepcional de
estos compuestos y la explicación de la regla de Hückel han sido explicadas cuanticamente, mediante el
modelo de 'partícula en un anillo'.
Originalmente el término estaba restringido a un producto
del alquitran mineral, el benceno, y a sus derivados, pero en
la actualidad incluye casi la mitad de todos los compuestos organicos;
el resto son los llamados compuestos alifaticos.
El maximo exponente de la familia de los hidrocarburos aromaticos
es el benceno (C6H6), pero existen otros ejemplos, como la familia
de anúlenos, hidrocarburos mono cíclicos totalmente
conjugados de fórmula general (CH)n.
* PROPIEDADES FISICAS DE LOS HIDROCARBUROS AROMATICOS
INCOLORO
MOVIL
MENOS DENSO QUE EL AGUA
PUNTO DE EBULLICION 80.1
PUNTO DE FUNCION 5.4
INSOLUBLE EN AGUA
SOLUBLE EN SOLVENTES ORGANICOS
PODER DISOLVENTE EN GRASA,RESINAS,AZUFREY FOSFORO
SON INFLAMABLES
* PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS HIDROCARBUROS AROMATICOS
SE COMPORTA COMO UN COMPUESTO DE CARACTER SATURADO
NO DE COLORA EL AGUA DE BROMO
LA MAYORIA DE LAS REACCIONES PRCEDEN POR EL MECANISMO DE SUSTITUCION ELETROFILICA
PUEDEMANIFESTAR ISTAURACION
* Nomenclaturas
MONOSUSTITUIDOS
1. Se conocen muchos derivados de sustitución del benceno. Cuando se trata de los compuestos mono sustituidos, las posiciones
en el anillo bencénico son equivalentes. Los sustituyentes pueden
ser: alquenilos, alquilos , arilos.
2. Nombrar el sustituyente antes de la palabra benceno.
Nota: Algunos compuestos tienen nombres tradicionales aceptados.
DISUSTITUIDOS
Cuando hay dos sustituyentes en el anillo bencénico sus posiciones
relativas se indican mediante números o prefijos, los prefijos
utilizados son orto-,meta- y para-, de acuerdo a la forma:
•orto- (o-): Se utilizan en carbonos adyacentes. Posiciones 1 .
•meta- (m-): Se utiliza cuando la posición
de los carbonos son alternados. Posiciones 1 .
•para- (p-): Se utiliza cuando la posición
de los sustituyentes estan en carbonos opuestos. Posiciones 1 .
POLISUSTITUIDOS
•Si hay mas de dos grupos en el anillo benceno sus
posiciones se deben indicar mediante el uso de números, la
numeración del anillo debe ser de modo que los sustituyentes tengan el
menor número de posición; cuando hay varios sustituyentes se
nombran en orden alfabético.
•Cuando alguno de los sustituyentes genera un
nuevo nombre con el anillo, se considera a dicho sustituyente en la
posición uno y se nombra con el basico.
Benceno como radical
•El anillo benceno como
sustituyente se nombra fenilo.
•Cuando esta unido a una cadena principal es un fenil.
Aromaticos Policíclicos
•Para nombrar a este tipo de compuestosse indica
el número de posición de los sustituyentes, seguido del nombre del sustituyente y
seguido del nombre del compuesto.
•El orden de numeración de estos compuestos es estricta, no se
puede alterar y por ende tienen nombres específicos.
Benceno
El benceno es un hidrocarburo aromatico de
fórmula molecular C6H6, (originariamente a él y sus
derivados se le denominaban compuestos aromaticos debido al olor
característico que poseen). En el benceno cada atomo de carbono ocupa
el vértice de un hexagono regular,
aparentemente tres de las cuatro valencias
de los atomos de carbono se utilizan para unir atomos de carbono
contiguos entre sí, y la cuarta valencia con un atomo de
hidrógeno. Según las teorías modernas sobre los enlaces
químicos, tres de los cuatro electrones de la capa de valencia del
atomo de carbono se utilizan directamente para formar los enlaces
covalentes típicos (2C-C y C-H) y el cuarto se comparte con los de los
otros cinco atomos de carbono, obteniéndose lo que se denomina 'la
nube π (pi)' que contiene en diversos orbitales los seis electrones.
El benceno es un líquido incoloro y muy
inflamable de aroma dulce (que debe manejarse con sumo cuidado debido a su
caracter cancerígeno), con un punto de fusión
relativamente alto.
se suele mostrar, en términos de estructura de Lewis, como un
hexagono, plano e indeformable, carente de tensiones de anillo
(transanulares), en cuyos vértices se encuentran los atomos de
carbono, con tres dobles enlaces y tres enlaces simples en posiciones alternas(1=2,
3=4, 5=6; 6-1, 2-3, 4-5; o bien 1=2-3=4-5=6-1). Esta
estructura difería de la de Brønsted y Lowry. Hay que
resaltar que, acorde a los resultados de la espectrofotometría
infrarroja, el benceno no posee ni simples ni dobles
enlaces, si no un híbrido de resonancia entre ambos, de distancia de
enlace promedio entre doble y triple
(1.4 Ångström apróx.). Estos
resultados coinciden con la previsión de la TOM (teoría de
orbitales moleculares), que calcula una distribución de tres orbitales
enlazantes totalmente ocupados. A esta especial
estabilidad se le llama aromaticidad y a las moléculas (iones o no,
estables o intermedios de reacción) se les llama aromaticas.
Ventajas:
Tiene una gran estabilidad debido al anillo de benceno
Forman diversos compuestos utiles como el tolueno, TNT, etc
Desventajas:
Caracter cancerigeno
Algunos de sus derivados son muy inestables
GRUPOS FUNCIONALES
En química organica, el grupo funcional es un
conjunto de atomos unidos a una molécula de cadena abierta,
suelen ser representados genéricamente por R (radicales
alquílicos), mientras que los aromaticos, o derivados
del benceno, son representados por Ar (radicales
arílicos).
Clase | Grupo funcional | Ejemplo |
alcanos | ninguno | CH3-CH3
Etano |
alquenos CH3CH=CH2
Propeno |
alquinos CH3-CºC-CH3
2-Butino |
haluros de alquilo | -halógeno | CH3-CH2-Br
Bromuro de etilo |
alcoholes
fenoles | -OH | CH3-CH2-OH Etanol
Ph-OH Fenol |
éteres | -O- | CH3-CH2-O-CH2-CH3
Dietiléter |
aminasprimarias | -NH2 | CH3-NH2
Metilamina |
aminas secundarias | -NH- | (CH3)2NH
Dimetilamina |
aminas terciarias (CH3)3N
Trimetilamina |
tioles | -SH | CH3-CH2-SH
Etiltiol |
sulfuros | -S- | (CH3)2S
Dimetilsulfuro |
boranos (CH3)3B
Trimetilborano |
organometalicos | -metal
(Li, Mg, Al, etc.) | CH3Li Metillitio
(CH3)2Mg Dimetilmagnesio
(CH3)3Al Trimetilalano |
aldehídos Etanal |
acidos carboxílicos Acido acético |
amidas Acetamida |
acidos sulfónicos | -SO2-OH | CH3CH2CH2SO2OH
Acido propanosulfónico |
MOLECULAS BIOLOGICAS
Concepto de bioquímica
La bioquímica es una ciencia que estudia la
composición química de los seres vivos, especialmente
las proteínas, carbohidratos, lípidos y acidos
nucleicos, ademas de otras
pequeñas moléculas presentes en
las células y las reacciones químicas que sufren estos
compuestos (metabolismo) que les permiten obtener energía (catabolismo)
y generar biomoléculas propias (anabolismo). La bioquímica se
basa en el concepto de que todo ser vivo contiene carbono y en
general las moléculas biológicas estan compuestas
principalmente de
carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.
Es la ciencia que estudia la base química de la vida: las
moléculas que componen las células y los tejidos, que
catalizan las reacciones químicas del metabolismo celular como la digestión,
la fotosíntesis y la inmunidad, entre otras muchas cosas.
Podemos entender la bioquímica como una disciplina
científica integradora que abordael estudio de
las biomoléculas y biosistemas. Integra
de esta forma las leyes químico-físicas y la evolución
biológica que afectan a los biosistemas y a sus componentes. Lo
hace desde un punto de vista molecular y trata de
entender y aplicar su conocimiento a amplios sectores de
la Medicina (terapia génica y Biomedicina), la
agroalimentación, la farmacología…
La Bioquímica constituye un pilar fundamental de la
biotecnología, y se ha consolidado como una disciplina esencial para
abordar los grandes problemas y enfermedades actuales y del futuro, tales como
el cambio climatico, la escasez de recursos agroalimentarios ante
el aumento de población mundial, el agotamiento de las reservas de
combustible fósil, la aparición de nuevas formas de alergias, el
aumento de cancer, las enfermedades genéticas, la
obesidad…
Los elementos químicos que conforman parte de la materia viva se
denominan BIOELEMENTOS o ELEMENTOS BIOGÉNICOS (de bios, vida, y genos, origen). Se clasifican en tres grupos
A. Bioelementos primarios: Se llaman primarios porque son indispensables para
la formación de las biomoléculas organicas
(Glúcidos, lípidos, proteínas y acidos nucleicos),
que son las moléculas que constituyen a todos los seres vivos y son
producidas por ellos. Los bioelementos primarios son un grupo de 7 bioelementos
que en conjunto constituyen el 96,2% de la materia viva, estos son:
Oxígeno (O), Carbono (C), Hidrógeno (H), Nitrógeno (N),
Azufre (S), Fósforo (P) y Azufre (S).
B. Los bioelementos secundarios: Son ungrupo de 5 bioelementos, estos son:
Calcio (Ca), Sodio (Na), Potasio (K), Cloro (Cl), Magnesio
(Mg).
C. Oligoelementos: Son todos los restantes, representan el 0,1 % de la materia
viva, estos son: Yodo (I), Hierro (Fe), Litio (Li), Bromo (Br), Cobre (Cu),
Molibdeno (Mb), Boro (B) y Cinc (Zn).
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“ A PESAR DE SUS CONCENTRACIONES TAN DIFERENTES,
ESTOS SON INDISPENSABLES, POR LO TANTO NO EXISTE UNA RELACIÓN DIRECTA
ENTRE ABUNDANCIA Y ESENCIALIDAD”
EL AGUA
Es la sustancia química mas abundante en la materia viva. En los
humanos adultos representa el 63% de su peso, en el embrión humano el
94% y en las algas el 95%. En las estructuras con menos contenido estan
los huesos, con un 22%, algunas semillas, con un 20% y la dentina de los
dientes con sólo el 10%. Existe una relación directa entre el
contenido de agua y la actividad de un organismo. Por
lo tanto los menores porcentajes de agua y por lo tanto la menor actividad se
da en los seres con vida latente como los virus y las semillas.
Todas las propiedades y funciones del agua se deben a que esta es
una molécula polar (polo negativo y polo positivo), caracterizada por
formar puentes de hidrógeno (enlaces débiles o no covalente).
Propiedades del agua
A. Acción disolvente: El agua es el líquido que mas
moléculas pueden disolver. Le permite Transportar
sustancias y servir de medio para las reacciones químicas.
B. Elevada fuerza de cohesión: Alta atracción entre sus
moléculas. (las moléculas delagua se
atraen fuertemente entre ellas).
C. Elevada fuerza de adhesión: es la capacidad que tienen de unirse a otras superficies (el agua se adhiere a determinadas
superficies con gran fuerza).
D. Elevado calor específico: El agua es capaz de absorber grandes
cantidades de calor, esto le permite regular la temperatura.
E. Elevado de calor d vaporización: Para
evaporar un gramo de agua se necesitan 540
calorías, a una temperatura de 20ºC.
FUNCIONES DEL AGUA
* Soporte: Es donde ocurren las reacciones químicas.
* Amortiguador térmico: Permite amortiguar los cambios bruscos de
temperatura.
* Transporte de sustancias: El agua es capas de transportar sustancias.
* Lubricante: Amortigua el roce entre los órganos.
BIOMOLÉCULAS ORGANICAS
Algunos bioelementos se disponen por medio de enlace, en torno al carbono y
constituyen sustancias mas complejas conocidas como CARBOHIDRATOS,
LÍPIDOS, PROTEÍNAS, ACIDOS NUCLEICOS, que constituyen un
grupo llamado biomoléculas organicas o simplemente
moléculas biológicas.
Las moléculas biológicas constituyen la mayor parte de las
células, algunas de ellas se necesitan para la
integridad estructural, otras para suministrar energía y otras regulan
el metabolismo. Los carbohidratos y los lípidos son las principales fuentes de energía química, las
proteínas son elementos estructurales y también funcionan como enzimas
(catalizadores) y reguladores de procesos celulares. Los
acidos nucleicos son de capital importancia en el almacenamiento
ytransferencia de la información genética.
Antes de comenzar deberas estudiar las siguientes palabras claves
A. El carbono: Es un elemento capaz de establecer 4 enlaces covalentes.
B. El oxígeno: Es un elemento capaz de
establecer 2 enlaces covalentes.
C. Un radical: Es una agrupación de
atomos que les da una característica especial a determinada
molécula.
LOS CARBOHIDRATOS (HIDRATOS DE CARBONO, GLÚCIDOS O AZÚCARES ES LO
MISMO
Son compuestos que contienen tres tipos de elementos químicos: Carbono,
Hidrógeno y Oxígeno, comúnmente se les conoce como
azúcares, se encuentran en todos los seres vivos cumpliendo funciones
tales como:
A. Energética rapida (La glucosa puede ser utilizada
rapidamente, es una de las razones por la cual puede ser suministrada
por la sangre o vía intravenosa, otras moléculas deben ser
digeridas antes de ser utilizadas).
B. Energética de reserva: El Almidón es un
glúcido que sirve de reserva energética, las papas o
tubérculos tienen una gran cantidad de almidón, como la planta tiene que fotosintetizar,
cuando no lo puede hacer utiliza el almidón de su tubérculo). En
el caso de los animales se utiliza el glucógeno del cual se obtiene
glucosa.
C. Estructural: La corteza de los arboles esta formada por celulosa y el
papel que se extrae de ellas también (esta
corteza alguna vez fueron células, al morir estas dejan sus paredes
firmes de celulosa).
D. Informativa: Permiten que las células se reconozcan entre ellas.
Estructura general de los glúcidos
Estanformados por un esqueleto de carbono que puede ser de 3 a 8,a los que se unen radicales hidroxilos, hidrógeno y
un radical cetona o aldehído (nunca los dos juntos).
Los glúcidos se clasifican en 3 grupos dependiendo de
cuantas unidades posean, en MONOSACARIDO, DISACARIDOS Y
POLISACARIDOS.
LOS MONOSACARIDOS
La fórmula general es: (CH2O)n donde n indica
el número de carbonos (siendo n mayor o igual a 3).Para nombrar
genéricamente a los monosacaridos se coloca al principio el
número de carbonos y luego la terminación osa, considera los
siguientes ejemplos:
Un glúcido de 3 carbonos: TRIOSA
Un glúcido de 4 carbonos: TETROSA.
Un glúcido de 5 carbonos: PENTOSA.
Un glúcido de 6 carbonos: HEXOSA.
LOS DISACARIDOS
Estan formados por la unión de dos monosacaridos.
Se unen por un enlace covalente denominado,
GLUCOSÍDICO, el que al formarse libera una molécula de agua, este
enlace se rompe mediante una reacción química llamada
HIDRÓLISIS (hidro: agua; lisis: romper, romper mediante una molécula
de agua) donde la molécula de agua que se perdió al formarse el
enlace se agrega para romperlo, si te das cuenta es lo inverso.
LOS POLISACARIDOS
Estan formados por muchos monosacaridos. Son
polímeros de los monosacaridos, algunos de ellos funcionan como reserva energética
por ejemplo en las plantas el polímero de reserva energética es
el almidón y en los animales el glucógeno, otros tienen un papel
estructural en Las plantas como
el almidón.
FORMULAS
DISACARIDO | COMPOSICIÓN | OBSERVACIÓN |
SACAROSA | Glucosa+ Fructosa | Se transporta en la savia de las plantas, es el
azúcar de mesa |
LACTOSA | Glucosa + Galactosa | Azúcar de la leche de los
mamíferos |
MALTOSA | Glucosa + Glucosa | Se encuentra libre en el grano de cebada, la cual
se utiliza para hacer café o cerveza. |
APLICACIONES DE PRODUCTOS ORGANICOS EN
INDUSTRIA
No existen datos oficiales sobre la producción, consumo, comercio o
precios de los productos organicos. Los organismos nacionales de
estadísticas tienden a ver a la producción organica y como
un hecho poco importante y no elaboran estudios especializados. Las mejores
estimaciones sobre el estado de la agricultura organica se refieren al uso de la tierra y a las ventas minoristas. En cuanto a la
producción, los organismos de certificación recogen datos en el
nivel de las granjas, pero por razones de confidencialidad muchas veces son
renuentes a divulgarlos.Las ventas organicas representan una
pequeña porción de las ventas globales de alimentos y bebidas,
entre el 1 y 2 por ciento, pero constituyen un mercado en aumento que parece
ser mucho mas que una moda pasajera.
ALIMENTACION
El cultivo de alimentos organicos como frutas y verduras,
lacteos, carnes y huevos que proceden de animales a los que no se les
administra antibióticos ni hormonas de crecimiento, esta
creciendo en popularidad, así como su filosofía de
protección al medio ambiente por el rechazo del uso de pesticidas
químicos, fertilizantes derivados del petróleo o de fangos
químicos, ingeniería genética y radiación
iónica.Los alimentos organicos comenzaron a tomar auge desde hace
mas de tres décadas. Y, según la
Asociación Mercantil de Productos Organicos Organic Trade
Association, OTA, actualmente la agricultura organica constituye el
sector de mas rapido crecimiento en la economía agrícola.
La industria de alimentos organicos esta creciendo entre un 20 a un 24 por ciento anualmente en los Estados Unidos,
según la Asociación. De casi $7.8 mil millones de dólares
en ventas para el año 2000, se espera que este
año esa cifra supere los $10 mil millones. De hecho, las cifras
también muestran que casi un tercio de la
población de los Estados Unidos compra productos que han crecido
organicamente.
PRODUCTOS FARMACEUTICOS
El mundo de los medicamentos ha constituido en el pasado y constituye en la
actualidad una parte importante de la investigación y el desarrollo de
productos derivados del carbono. Su importancia en
orden a mejorar la esperanza de vida de los seres
humanos y sus condiciones sanitarias hace de esta area del conocimiento científico una
herramienta imprescindible para la medicina. Los farmacos actúan
en el organismo a nivel molecular y es precisamente el acoplamiento entre la
molécula del farmaco y el receptor biológico, es decir, el
sitio de la célula o del microorganismo sobre el cual aquél
actúa, el último responsable de su acción curativa. Pero
para que ese acoplamiento sea posible ambos agentes,
farmaco y receptor, tienen que presentar una cierta complementariedad
tal y como
sucede con una cerradura y sucorrespondiente llave.
PRODUCTOS AGROPECUARIOS
Son aquellos
productos agrícolas o agroindustriales que se
producen bajo un conjunto de procedimientos
denominados 'organicos'. Estos procedimientos tienen como objetivo principal la
obtención de alimentos sin aditivos químicos ni sustancias de
origen sintético y una mayor protección del
medio ambiente por medio del
uso de técnicas no contaminantes.
Según definió la FAO en 1999, 'lo que
distingue a la agricultura organica es que estan prohibidos casi
todos los insumos sintéticos y es obligatoria la rotación de
cultivos para fortalecer el suelo. Las reglas
basicas de la producción organica son que estan
permitidos los insumos naturales y prohibidos los insumos
sintéticos'.
PROYECTO DE QUIMICA
TRABAJO DE INVESTIGACION
TEMAS
HIDROCARBUROS AROMATICOS
GRUPOS FUNCINALES
MOLECULAS BIOLOGICAS
PROF: HANNIA CARAVACA SABORIO
ALUMNO: ARIEL TORRES OPORTA
SECCION: 11-2
AÑO: 2012
INTRODUCION
En la siguiente investigación vamos hablar sobre los hidrocarburos
aromaticos, grupos funcionales, moléculas biológicas y
aplicación de productos y sus beneficios organicos en la
industria, alimentación, productos farmacéuticos y producto
agropecuarios. Sus definiciones, funciones, estructuras.
Esto nos ayuda a aprender sobre estos importantes
temas.