La Química Orgánica, es la rama de la química que estudia los compuestos del Carbono, a excepción de unos pocos que son inorgánicos como puede ser el CO2.
El carbono, dada su configuración electrónica, C: 1s22s22p2, puede formar enlaces covalentes con otros carbonos y con otros elementos químicos, formando largas cadenas lineales o ramificadas. Por ello, existen millones de compuestos que contienen carbono en su composición, como pueden ser proteínas, antibióticos, vitaminas, plásticos, perfumes, fármacos, etc.
La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC: International Union of Pure and Applied Chemistry) estableció una serie de normas y recomendaciones que fueron revisadas por últimas vez en 1993, fijando unas reglas de nomenclatura que están vigentes a día de hoy.
CONCEPTOS BÁSICOS
A la hora de formular tenemos que tener en cuenta una serie de conceptos:
COMPUESTOS ORGÁNICOS
Un compuesto orgánico es aquel que está formado fundamental por carbono. Además de éste, los compuestos orgánicos suelen contener otros elementos como hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, azufre, halógenos y otros.
El carbono se combina con facilidad y puede dar distintos tipos de enlace e hibridaciones. Cuando forma 4 enlaces covalentes simples, tiene hibridación sp3 y geometría tetrahédrica. Este tipo de enlace es saturado. Si forma enlaces dobles la hibridación es sp2 y geometría trigonal y si forma enlace triples, la hibridación es sp y la geometría lineal. En ambos casos, hablamos de enlaces insaturados.
Los átomos de carbono se pueden combinar formando largas cadenas carbonadas. Podemos distinguir cuatro tipos de carbono:
- Carbono primario (unido a un carbono y tres hidrógenos)
- Carbono secundario (unido a dos carbono y dos hidrógenos)
- Carbono terciario (unido a tres carbono y un hidrógenos)
- Carbono cuaternario (cuatro sustituyentes distintos de hidrógenos).
CADENAS CARBONADAS
La cadena carbonada o esqueleto de un compuesto orgánico está formado por un conjunto de átomos de C unidos entre sí, dando lugar a dicho compuesto. Podemos diferenciar entre distintos tipos de cadenas carbonadas:
- Cadenas acíclicas o abiertas. La cadena tiene extremos reconocibles. Pueden ser lineales o ramificadas.
- Cadenas cíclicas o cerradas. No existen extremos en la cadena, los átomos forman ciclos. Pueden ser homocíclicas, heterocíclicas, monocíclicas y policíclicas.
Para nombrarlas utilizamos prefijos en función del número de átomos de carbono que contengan.
GRUPOS FUNCIONALES
Los grupos funcionales les confieren a los compuestos unas propiedades determinadas. Cuando en los compuestos hay presencia de varios grupos funcionales, se nombrarán con la terminación del grupo con mayor prioridad y el resto de grupos serán considerados como sustituyentes.
El orden de prioridad quedaría así:
Ácidos carboxílicos > Ésteres > Amidas > Nitrilos > Aldehídos > Cetonas > Alcoholes > Aminas > Éteres > Alquenos > Alquinos > Halogenuros > Nitro > Alcanos.
FÓRMULA DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS
Los compuestos orgánicos se representan mediante fórmulas. Podemos distinguir:
- FÓRMULA EMPÍRICA: Nos dice los elementos que forman el compuesto y sus proporciones.
- FÓRMULA MOLECULAR: Nos dice cuántos átomos forman la molécula y de que tipo son. Refleja la composición molecular del compuesto.
- FÓRMULA SEMIDESARROLLADA: Nos proporciona información de su estructura, ya que se especifican los enlaces de la cadena carbonada. La fórmula semidesarrollada se representa también de forma esquemática (mediante segmentos que representan las uniones entre los átomos de carbono)
- FÓRMULA DESARROLLADA: Nos da información de la estructura ya que se representan todos los enlaces que tiene el compuesto.
ISOMERÍA
Llamamos isómeros, a los compuestos con misma fórmula molecular y distinta fórmula desarrollada,osea, formada por los mismos elementos unidos de distinta forma.
Podemos hablar de distintos tipos de isomería:
- Isomería de cadena.
- Isomería de posición.
- Isomería de función.
- Estereoisomería.
CLASIFICACIÓN DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS
Hidrocarburos
Compuestos que contienen halógenos
Compuestos oxigenados
Compuestos nitrogenados