Quimica Organica

La Química Organica o Química del carbono es la rama de la química que estudia una clase numerosa de moléculas que contienen carbono formando enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno y otros heteroatomos, también conocidos como compuestos organicos. Friedrich Wöhler y Archibald Scott Couper son conocidos como los 'padres' de la química organica.
Historia
La química organica se constituyó como disciplina en los años treinta. El desarrollo de nuevos métodos de analisis de las sustancias de origen animal y vegetal, basados en el empleo de disolventes como el éter o el alcohol, permitió el aislamiento de un gran número de sustancias organicas que recibieron el nombre de 'principios inmediatos'. La aparición de la química organica se asocia a menudo al descubrimiento, en 1828, por el químico aleman Friedrich Wöhler, de que la sustancia inorganica cianato de amonio podía convertirse en urea, una sustancia organica que se encuentra en la orina de muchos animales. Antes de este descubrimiento, los químicos creían que para sintetizar sustancias organicas, era necesaria la intervención de lo que llamaban ‘la fuerza vital’, es decir, los organismos vivos. El experimento de Wöhler rompió la barrera entre sustancias organicas e inorganicas. Los químicos modernos consideran compuestos organicos a aquellos que contienen carbono e hidrógeno, y otros elementos (que pueden ser uno o mas), siendo los mas comunes: oxígeno, nitrógeno, azufre y los halógenos.

Sustancias Organicas e inorganicas.
La materia organica es biodegradable, o sea laatacan los hongos y bacterias para desintegrarla merced a los ciclos biogeoquímicos.
¿Porqué? porque estamos todos hechos esencialmente de los mismos materiales, vegetales y animales son descompuestos por bacterias y hongos para usar sus nutrientes.
Los materiales inorganicos no estan compuestos por combinaciones de atomos de carbono, hidrogeno y oxigeno, ejemplos: el aluminio, las latas ,los papeles metalizados. El vidrio, las piedras.
La materia organica en los seres vivos generalmente presenta simetría.
En cambio la materia inorganica no es degradada.
Sustancia inorganica
Se denomina sustancia inorganica a toda sustancia que carece de atomos de carbono en su composición química, con algunas excepciones. Un ejemplo de sustancia inorganica es el acido sulfúrico o el cloruro de sodio. De estos compuestos trata la química inorganica.
En Biología, el concepto de inorganico y organico es muy importante y de vital importancia en temas como la nutrición de los organismos autótrofos. Estos organismos solo utilizan sustancias inorganicas del medio (agua, sales minerales y dióxido de carbono) para su nutrición.
Las sales minerales y el agua son llamadas biomoléculas inorganicas: son moléculas que forman parte de los organismos vivos pero que no poseen hidrocarburos en su composición molecular.

La química del carbono
La gran cantidad de compuestos organicos que existen tiene su explicación en las características del atomo de carbono, que tiene cuatro electrones en su capa de valencia: según la regla del octeto necesita ocho para completarla, por lo que formacuatro enlaces (valencia = 4) con otros atomos. Esta especial configuración electrónica da lugar a una variedad de posibilidades de hibridación orbital del atomo de Carbono (hibridación química).
La molécula organica mas sencilla que existe es el Metano. En esta molécula, el Carbono presenta hibridación sp3, con los atomos de hidrógeno formando un tetraedro.
Metano.
El carbono forma enlaces covalentes con facilidad para alcanzar una configuración estable, estos enlaces los forma con facilidad con otros carbonos, lo que permite formar frecuentemente cadenas abiertas (lineales o ramificadas) y cerradas (anillos).
Hibridación
En química, se habla de hibridación cuando en un atomo se mezclan varios orbitales atómicos para formar nuevos orbitales híbridos. Los orbitales híbridos explican la forma en que se disponen los electrones en la formación de los enlaces, dentro de la teoría del enlace de valencia, y justifican la geometría las moléculas.
Tipos de hibridación.
Tal y como se ha visto en la unidad de enlace químico, el carbono puede hibridarse de tres maneras distintas:
Hibridación sp3:
4 orbitales sp3 iguales que forman 4 enlaces simples de tipo “s” (frontales).
Los cuatro pares de electrones se comparten con cuatro atomos distintos.

Geometría tetraédrica: angulos C–H: 109’5 º y distancias C–H iguales.
Ejemplo: CH4, CH3–CH3

Hibridación sp2:
3 orbitales sp2 iguales que forman enlaces “s” + 1 orbital “p” (sin hibridar) que formara un enlace “p” (lateral)
Forma un enlace doble, uno “s” y otro “p”, es decir, hay dos pares electrónicos compartidoscon el mismo atomo.
Geometría triangular: angulos C–H: 120 º y distancia C=C < C–C
Ejemplo: H2C=CH2, H2C=O

Hibridación sp:
2 orbitales sp iguales que forman enlaces “s” + 2 orbitales “p” (sin hibridar) que formaran sendos enlaces “p”
Forma bien un enlace triple –un enlace “s” y dos “p”–, es decir, hay tres pares electrónicos compartidos con el mismo atomo, o bien dos enlaces dobles, si bien este caso es mas raro.
Geometría lineal: angulos C–H: 180 º y distancia CºC < C=C < C–C
Ejemplo: HCºCH, CH3–CºN

Ejercicio A: Indica la hibridación que cabe esperar en cada uno de los atomos de carbono que participan en las siguientes moléculas: CHºC–CH2 –CHO; CH3 –CH=CH–CºN Ö

Isomería
La isomería es una propiedad de ciertos compuestos químicos que con igual fórmula molecular (fórmula química no desarrollada) es decir, iguales proporciones relativas de los atomos que conforman su molécula, presentan estructuras moleculares distintas y, por ello, diferentes propiedades. Dichos compuestos reciben la denominación de isómeros. Por ejemplo, el alcohol etílico o etanol y el éter dimetílico son isómeros cuya fórmula molecular es C2H6O.
Clasificación de los isómeros en Química organica.

Aunque este fenómeno es muy frecuente en Química organica, no es exclusiva de ésta pues también la presentan algunos compuestos inorganicos, como los compuestos de los metales de transición.
Tipos De Cadenas
Los seres vivos estan formados principalmente por C carbono, H hidrógeno, O oxígeno y N nitrógeno, y, en menor medida, contienen también S azufre y P fósforo junto conalgunos halógenos y metales. De ahí que los compuestos de carbono se conozcan con el nombre de compuestos organicos (o de los seres vivos). Pero, cuidado, también hayi muchos otros compuestos de carbono que no forman parte de los seres vivos.
La parte de la Química que estudia los compuestos del carbono es la Química Organica o Química del Carbono, pues este elemento es común a todos los compuestos organicos.

La Química Organica es la Química del Carbono. Por compuestos organicos entendemos los compuestos del carbono, excepto los óxidos CO y CO2 y los carbonatos que se estudian como compuestos inorganicos desde siempre. La Química Organica no es sólo la química de los compuestos de los seres vivos, son también los compuestos derivados del petróleo, del carbón, y los preparados sintéticamente en el laboratorio.
El número de compuestos organicos conocidos (varios millones en la actualidad) es moy superior al de compuestos inorganicos, a pesar de ser tan pocos los elementos que entran en su composición. La razón de este hecho hay que buscarla en la capacidad que presenta el carbono para combinarse facilmente consigo mismo y cos otros elementos mediante enlaces covalentes.

El carbono desde muy antiguo, tiene por símbolo en la tabal periódica C; de peso atómico 12, esta colocado en el lugar seis de la clasificación periódica; este numero atómico nos indica que la carga de sunúcleo es: Z = 6, y, por lo tanto esta rodeado de los mismos números de electrones dispuestos, forma combinaciones en la que las uniones se efectúan por enlace covalente.
Estado del carbono:
El carbón elemental, se presenta en dos formas alotrópicas: diamante y grafito, impurificado forma los carbones naturales, antracita, hulla, lignito y turba.
El diamante es carbón fino cristalizado, es transparente y cristaliza en el sistema regular en formas octaédricas con caras curvadas. Los cristales del diamante estan formados por una red de cubos centrados de manera que cada atomo de carbono se encuentra rodeado por cuatro atomos con los cuales se une por covalencia y esta unión fuerte explica la dureza del diamante.
El grafito es un estado alotrópico que presenta caracteres muy diferentes al diamante. Es de color gris oscuro, brillante y muy blando que tizna los dedos, siendo buenos conductos de la electricidad. Cristaliza en el sistema hexagonal y es exfoliable. La estructura del grafito explica sus propiedades; esta constituido por una red plana de atomos de carbono formando hexagonos, donde un atomo se une tres que le rodean por covalente; quedan así electrones casi libres que son la casusa de la conductividad eléctrica del grafito.

Los compuestos de carbono tiene generalmente, hidrogeno y oxigeno, y con mucha frecuencia nitrógeno; menos corriente es la presencia de los halógenos: cloro, bromo y yodo, y del azufre y fosforo; finalmente; hay elementos que forman parte de las sustancias organicas muy rara vez, y alquinos jamas se han encontrado en ellas.