La Química Orgánica 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 carbonohidrógeno, también conocidos como compuestos
orgánicos.
El enlace covalente es aquel que une un no metal
con un no metal.
Hubo ciertos procesos químicos tradicionales como
por ejemplo las fermentaciones desde hace muchos
siglos. Pero los compuestos orgánicos puros se
descubrieron a principios del siglo XIX.
Friedrich Whöler y Archibald Scott son
considerados los padres de la química orgánica.
Otros científicos importantes en la química orgánica
son Jöns Jakob Berzelius, Friedrich August Kekulé y
Linus Carl Pauling.
En la actualidad, más del 95 % de las substancias
conocidas son compuestos del carbono.
La fermentación es un proceso catabólico de
oxidación incompleta, totalmente anaeróbico,
siendo el producto final un compuesto orgánico.
Estos productos finales son los que caracterizan los
diversos tipos de fermentaciones.
Catabólico(catabolismo): Parte del metabolismo
que consiste en la transformación de biomoléculas
complejas en moléculas sencillas.
Anaeróbico(Anammox): Proceso biológico que
forma parte del ciclo del nitrógeno.
Fermentación acética.
Fermentación alcohólica.
Fermentación butírica.
Fermentación láctida.
Friedrich Wöhler(1800-1882) fue un químico alemán
nacido en Eschersheim(donde está la actual Fránctort),
fue profesor de química en la universidad de Gotinga,
fue el precursor de la química orgánica, fue el primero
en sintetizar la urea y el oxalato de amonio que en un
alarde de imaginación lo llamó “sólido blanco
desconocido” y demostró al contrario que pensaban
los científicos de la época que cualquier fluido vital se
podría obtener sintetizado en el laboratorio.
Sus labores más importantes fueron:
 Aislar 2 elementos químicos: el berilio y el aluminio.
Sintetizó el carburo de calcio con el cual obtuvo el
acetileno.
Identificó el vanadio y el eritronio como el mismo
elemento.
Archibald Scott Couper(18311892)fue un químico escocés
que propuso su teoría de la
vinculación y la estructura
química también descubrió la
valencia +4 del carbono y que el
orden de enlace de las
moléculas puede determinarse
a partir de indicios químicos.
Jöns Jakob von Berzelius(1779-1848)
químico sueco padre de la química
moderna escribió sobre una ley
descubierta por él llamada ley de las proporciones
definidas que mostró que las sustancias inorgánicas
están compuestas de diferentes elementos en
proporciones constantes de peso.
También desarrolló los términos de química: catálisis,
polímeros e isómero.
Entre sus publicaciones están : Tratado de química
vegetal animal y mineral.
Friedrich August Kekulé von Stradonitz (1829-1896)
fue un químico orgánico alemán que fundó la
teoría de la estructura química.
Fue clave para el entendimiento de los compuestos
orgánicos y de los compuestos sintéticos, sin
embargo su trabajo más importante fue la
estructura
del
benceno
porque
afirmó
correctamente que esta formado por un anillo de
átomos de carbono de 6 enlaces.
Linus Carl Pauling (1901-1994) fue un químico
estadounidense, profesor de química y director de
laboratorio en California. Contribuyó al desarrolló
de la teoría de la resonancia, obtuvo 2 premios
Nobel: el de la Paz y el de química.
Antes siglo XIX – Ciertos procesos
químicos tradicionales – Fermentación:
Acética, alcohólica, butírica, láctida.
Compuestos orgánicos
puros – S.XIX.
Historia de la
química del
carbono.
Padres de la química orgánica –
Friedrich Wöler y Archibald Scott.
Algunos científicos importantes en
la síntesis de la química del
carbono: Jöns Jakob Berzelius,
Friedrich August Kelulé y Linus
Carl Pauling.
Es un líquido de color oscuro, olor desagradable,
viscoso y con una densidad que varía entre 0.8 y
0.95 gramos por mililitro.
El significado etimológico de la palabra petróleo es
aceite de piedra.
Está compuesto por más de cien hidrocarburos y
contiene bajos porcentajes de azufre, y cantidades
muy pequeñas de nitrógeno y oxígeno.
Se halla depositado en yacimientos en el interior de
la Tierra, debajo de rocas impermeables que
impiden que salga a la superficie.
El petróleo apenas se utiliza directamente . Es necesario someterlo a
un proceso que se llama refinado ,sus 2 fases mas importantes
son: la destilación fraccionada y el craqueo o cracking:
 Destilación fraccionada: Proceso físico que consiste en la
separación por destilación de los distintos hidrocarburos según sus
puntos de ebullición.
 El craqueo o cracking: Mediante este proceso se hace la gasolina.
Consiste en la ruptura de moléculas de hidrocarburos de cadena
larga, mediante altas temperaturas en presencia de un catalizador,
para formar moléculas de hidrocarburos de cadena más corta.
Los alquenos producidos se utilizan en la fabricación de plásticos.
Las gasolinas se emplean como combustibles de automoción y se
clasifican por su índice de octanos.
Los hidrocarburos que sirven de referencia para establecer este
índice son el trimetilpentano y el heptano.
Se basa en la síntesis de otras substancias orgánicas.
La petroquímica es la rama de la industria que se
basa en la destilación del petróleo, algunos
productos petroquímicos: plásticos, pegamentos,
pinturas…
Color oscuro.
Petróleo
Olor desagradable
Viscoso.
Yacimientos.
La química del
petróleo.
Uno de los principales usos
del petróleo:
Refinado del
petróleo.
Destilación
fraccionada.
Craqueo o cracking.
Productos que proceden
de la destilación del
petróleo.
Industria
petroquímica.
(basada en)
Algunos productos
importantes: Pinturas,
pegamentos, plásticos.
Son polímetros sintéticos que pueden ser moldeados
en formas determinadas. Se obtienen a partir de
derivados del petróleo y están constituidos por C
combinado con H, O, Cl, S o N.
CARACTERÍSTICAS:
Aislantes del calor y de la electricidad.
Son poco densos.
Poseen escasa reactividad química.
TIPOS:
 Termoplásticos: Son plásticos que se ablandan con las
altas temperaturas y al enfriarse se vuelven rígidos. Son
reciclables, solubles en disolventes orgánicos y no se
descomponen al fundirlos.
 Termoestables: Son plásticos que al calentarlos por
primera vez se reblandecen y se pueden moldear. No
son reciclables, son insolubles en disolventes orgánicos
y se descomponen a temperaturas elevadas.
 Elastómeros: Son plásticos que se deforman fácilmente
recuperando su forma inicial cuando cesa la causa de la
deformación. Para mejorar su resistencia al rozamiento
se incorpora azufre a las cadenas carbonadas.
USOS COMERCIALES:
Los plásticos son materiales con un amplio uso en la
fabricación de bienes de consumo.
RECICLADO:
La utilización masiva de materiales plásticos ha
generado una importante cantidad de residuos con
gran impacto ambiental.
Alternativas a esto: Reducir, Reutilizar, Recuperar los
residuos(mediante procesos mecánicos, mediante
procesos químicos y mediante el uso energético).
Aislantes de calor y
electricidad.
Poco densos.
Características
Escasa reactividad química.
Termoplásticos.
Los plásticos
Tipos
Termoestables.
Elastómeros.
Usos
comerciales
Fabricación de bienes
de consumo.
Reducir.
Reciclado.
Reutilizar.
Recuperar.
O, C, H,N
P, S
Cu, Zn, Co,
Ni, Si
Ca, Na, K, Cl
Mg, Fe
Las características y propiedades de la materia viva están
determinadas por los elementos químicos que la componen,
son los bioelementos. En la materia viva se encuentran unos
70 elementos químicos, solo 27 de estos se hallan en todos
los seres vivos. Según su abundancia se pueden clasificar en:
 Bioelementos principales: Se presentan en el 96% de la
materia viva, son O, C, H, N, P y S. Son imprescindibles para
formar biomoléculas.
En 1922 Alexander Oparin formuló su hipótesis sobre la
formación de biomoléculas que pudieron ser precursoras de
vida. Décadas más tarde Stanley Miller, diseñando un aparato
demostró esta hipótesis. El aparato es el siguiente:
 Bioelementos secundarios: Constituyen el 4% de la materia
viva son Ca, Na, K, Cl, I, Mg y Fe. Se hallan en forma iónica
 Oligoelementos: Se encuentra en un porcentaje menor al
0,1% y son Cu, Zn, Mn, Co, Ni .etc. Hay 14 que se encuentran
en todos los seres vivos y son llamados esenciales.
Bioelementos
principales.
O,C, H,N,P y S
Alexander Stanley Miller.
Oparin.
Clasificación de la
materia viva.
Bioelementos
secundarios. Ca, Cl, Na, K, Mg, I, y Fe
Oligoelementos Cu, Zn, Mn, Co, Ni…
Son las biomoléculas más abundantes en los seres vivos, están
formados por C, H, y O en la proporción 2:1(el agua) reciben
también el nombre de hidratos de carbono. Su síntesis se
realiza a través de la fotosíntesis.
CLASIFICACIÓN:
 MONOSACÁRIDOS: La cadena carbonada contiene entre 3 y 6
carbonos, un grupo aldehído(C=O) y muchos grupos –OH. El
principal es la glucosa, otros son la fructosa, la ribosa o la
galactosa. Se encuentran en muchas frutas.
 DISACÁRICOS: Resultan de la unión de dos monosacáridos
con una molécula de agua menos. Son solubles en agua y
poseen un sabor dulce. Los principales: Sacarosa(azucar) y
lactosa(leche).
 POLISACÁRICOS: Polímetros que se componen de más de 10
unidades de monosacáridos unidas en largas cadenas por
enlaces de oxígeno. Son insolubles en agua y sin sabor dulce.
Los
principales:
Almidón(arroz),
celulosa(madera),
glucógeno(músculos).
Glucosa.
Monosacáridos
Fructosa.
Ribosa
Galactosa.
Sacarosa.
Los glúcidos
Disacáricos
Lactosa.
Almidón.
Polisacáricos
Celulosa.
Glucógeno.
Son compuestos orgánicos que están formados
por C, H y O. Son insolubles en agua, constituyen
reservas energéticas de los orgánismos y no forman
polímeros.
Los principales son los triglicéridos, los fosfolípidos
y los esteroides.
 Triglicéridos: Son ésteres de la glicerina. Procede de la
reacción entre 3 monocarbonooxílicos de cadena larga
y de glicerina.
Hay 2 tipos de triglicéridos que son las grasas(ácido
esteárico presente en la mantequilla) y los aceites
(ácido oleico que se encuentra en el aceite de oliva).
 Fosfolípidos: Tienen estructura similares a la de los
triglicéridos y forman parte de las membranas
celulares. Proceden de la glicerina. El más abundante es
la lecitina, esta se encuentra en el cerebro y los nervios.
Alimentos ricos en Fosfolípidos: Hígado, sesos, corazón,
yema de huevo y las semillas de soja.
 Esteroides: Derivados de un hidrocarburo llamado
esterano, el más importante es el colesterol. Otros:
Hormonas sexuales, hormonas de 2 cápsulas
suprarrenales y ácidos biliares.
Grasas
Trigliceridos
Aceites.
Los lípidos
Fosfolípidos
Lectina.
Colesterol.
Hormonas sexuales.
Esteroides
Hormonas de las cápsulas
Suprarrenales.
Ácidos biliares.
Son polímeros naturales formados por aminoácidos.
Ejercen diversas funciones e intervienen en la
composición de las células.
CLASES:
Globulares: Son solubles en agua y poseen una
estructura en forma de globo . Albúminas y
globulinas.
Fibrosas: Son insolubles en agua y forman una
estructura compuesta por cadenas enrolladas y
unidas . Ej : queratina y el colágeno.
La estructura de las proteínas se dispone en 4
niveles, un ejemplo de proteínas es la hemoglobina
ya que se estructura en 4 niveles.
Albuminas
Globulares
Globulinas
Las proteínas
Queratina
Fibrosas
Colágeno
Son macromoléculas formadas por C, H, O, N y P. Se
originan a partir de nucleótidos, estos a su vez se
forman a partir de moléculas sencillas (ácido
fosfórico), un monosacárido (5 átomos de carbono),
una bases nitrogenadas (adenina, guanina, citosina,
uracilo y timina).
Los nucleótidos se enlazan entre sí mediante el
grupo fosfato para formar ácidos nucleidos.
CLASES DE ÁCIDOS NUCLEICOS:
 ADN(Ácido Desoxirribonucleico): Se encuentra en el
núcleo de las células y contiene la información genética. Su
estructura consta de dos cadenas entrelazadas y en forma
de hélice.
 ARN(Ácido ribonucleico): Se ocupa de transmitir la
información genética al exterior del núcleo y participa en la
síntesis de proteínas. Su estructura es de una sola cadena.
ADN
Ácidos
nucleicos
ARN
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