jueves, 11 de abril de 2013

HIDROCARBUROS.


REGLAS DE NOMENCLATURA.

El nombre sistemático esta nombrado por un prefijo, que indica el número de átomos de un carbono que contiene la molécula, y un sufijo, que indica la clase de compuesto orgánico de que se trata. Algunos de los prefijos más utilizados son:

NÚMERO DE ATOMOS DE CARBONO
PREFIJO
NÚMERO DE ATOMOS DE CARBONO
PREFIJO
1
Met
6
Hex
2
Et
7
Hept
3
Prop
8
Oct
4
But
9
Non
5
pent
10
Dec

HIDROCARBUROS: Compuesto que contienen únicamente H y C. Se divide en dos grupos: los alifáticos y aromáticos (alcanos, alquenos y alquinos).

·         Alcanos.
Alcanos de cadena lineal. Se nombran utilizando uno de los prefijos de la Tabla anterior seguido del sufijo “ano”.

Ejemplos:
CH4 > metano
CH3-CH3 > propano

Alcanos de cadena ramificada. Para nombrar estos compuesto hay que seguir los siguientes pasos.
1.       Buscar la cadena hidrocarbonada más larga. Esta será la cadena “principal”. Si hay más de una cadena con la misma longitud se elige como principal aquella que tiene mayor número de cadenas laterales.
2.       Se numera los átomos de carbono de la cadena principal comenzando por el extremo más próximo a la ramificación, de la forma que los carbonos con ramificaciones tengan el número más bajo posible.
3.       Se nombra las cadenas laterales indicando su posición en la cadena principal con un número que precede al nombre de la cadena lateral; éste se obtiene sustituyendo el prefijo “ano” por “il” Si hay dos o más cadenas iguales se utiliza los prefijos “di” “tri” “tetra”. Tanto los números como estos prefijos se separan del nombre mediante guiones.
4.       Por último se nombra la cadena principal.
Radicales de alcanos. (Grupo alcalino , R-) Se nombran sustituyendo el sufijo “ano” por “ilo”
Ejemplo:
CH3-  > metilo
·         Alquenos y alquinos
Las reglas para nombrar alquenos y alquinos son semejantes a las de los alcanos, pero se debe adicionar algunas reglas para nombrar y localizar los enlaces múltiples.
1.       Para designar un doble enlace carbono-carbono se utiliza la terminación “eno”. Cuando existen más de un doble enlace, la terminación cambia a “dieno” “trieno” y asi sucesivamente.
2.       Para designar un triple enlace se utiliza la terminación “ino”. Los compuestos que tienen un doble y un triple enlace se llaman “eninos”.
3.       Se selecciona la cadena más larga, que incluya ambos carbonos de doble enlace. Si hay ramificaciones se toma como cadena principal la cadena más larga de las que contiene el doble enlace.
4.       Numerar la cadena a partir del extremo más cercano al enlace múltiple, de forma que los átomos de carbono de dicho enlace, tengan los números más pequeños posibles.
5.       Indica la posición del enlace múltiple mediante al número del primer carbono de dicho enlace.
6.       Si se encuentran presentes más de un enlace múltiple, numerar a partir del extremo más cercano al ´primer enlace múltiple. Si un doble o un triple enlace se encuentran equidistantes a los extremos de la cadena, el doble enlace recibirá el nombre más pequeño.
Ejemplos:
CH2=CH2  >  eteno (etileno)
CH2=CH_CH3  > propeno (propileno)
En los cicloalquenos y ciclo alquinos, se empieza a numerar el anillo a partir de los carbonos de enlace múltiple.
Radicales de alquenos: Hay dos importantes radicales de alquenos que tienen nombres comunes. Son el grupo vinilo y el grupo alilo.
CH2=CH-  >  vinilo
CH2=CH-CH2-  alilo

PROPIEDADES DE LOS ALCANOS, ALQUENOS Y ALQUINOS.

·         Alcanos
Propiedades físicas: Los cuatro primeros términos de la serie son
gases (metano, etano, propano y butano normales; del termino
C5H32 son líquidos; del C16H34 en adelante, son sólidos.
Los alcanos son incoloros y, generalmente, sin olor (el metano
algunos términos superiores poseen un ligero olor aliáceo). Son
insolubles en agua.
Los puntos de ebullición, y de fusión, la viscosidad y la densidad,
generalmente aumentan conforma aumente el peso molecular.
FÓRMULA MOLECULAR
PUNTO DE EBULLICIÓN (°C)
PUNTO DE FUSIÓN (°C)
DENSIDAD (a 20°C)
CH4
-161°
-184°
---
C2H6
-88°
---
---
C3H32
-45°
---
---
C4H32
0.6°
---
0.601
C5H32
36°
-148°
0.631
C6H32
69°
-94°
0.658
C7H32
98°
---
0.683
Propiedades químicas: Los alquenos arden en el aire con llama no muy luminosa y produciendo agua y anhídrido carbónico. La energía térmica desprendida en la combustión de un alcano puede calcularse por:
Q = n*158.7 + 54.8 calorías.
Donde n = número de átomos de carbono del alcano.
·         Alqueno.
Propiedades físicas: A la temperatura y presión ordinarias los tres
primeros alquenos son gases (C2H4 al C4H8); los once siguientes son
líquidos (C5H10 al C15H30); los términos superiores son sólidos,
fusibles y volátiles sin descomposición, a partir del C16H32.
Por lo general el punto de fusión y de ebullición, la viscosidad y la
densidad aumentan conforme al peso molecular.
NOMBRE
PUNTO DE EBULLICIÓN (°C)
PUNTO DE FUSIÓN (°C)
DENSIDAD ( a 20°C)
Eteno
-169.4
-102.4
---
Propeno
-185
-47.7
---
Buteno
-185.8
-6.5
.0617
Penteno
-166
30.1
.643
Hexeno
-138
63.5
.675
Hepteno
-119.9
93.1
.698
Octeno
-104
122.5
.716
Los alquenos son incoloros, muy ligeramente solubles en agua y sin olor, pero el etileno tiene suave olor agradable.
Propiedades químicas: Contra lo que puede suponerse, la doble ligadura constituye la región más débil de la molécula, y por tanto, es fácil romperse en presencia de los agentes químicos dando productos de adición.
El enlace que se produce por dos electrones, y que garantiza la firme unión de los átomo de carbono, es un enlace sigma(o-); el enlace adicional formado entre los dos átomos de carbono por el otro par de electrones, y que es el responsable de la copocidad para entrar en reacción que exhiben las moléculas que tienen es un enlace (pi).  Los enlaces de este último tipo se encuentran en orbitales de forma muy parecida a palanquetas (forma de lazo), cuyo plano de vibración es perpendicula al del enlace sigma (o-) y, por tanto, sobresalen en cierto modo de la molécula; por esto, están capacitados para formar, con otros átomos, enlaces sigma más estables.
·         Alquino
Propiedades físicas: Los puntos de ebullición y fusión aumentan con un incremento del peso molecular; en comparación con los alquenos y los alcanos sus puntos de fusión y ebullición son mayores, debido a que el triple enlace le da mayor fuerza de atracción entre los átomos.
Los alquinos son insolubles en agua, solubles en compuestos orgánicos y menos densos que el agua, en cuanto su estado físico varía con el número de átomos de carbono que lo componen. Siendo líquidos los que presentan más de cinco carbonos en su estructura y sólidos los que poseen más de quince carbonos.  
Propiedades químicas: Las principales reacciones que presentan los alquinos son de adición, entre las cuales tenemos:
-Oxidación
La oxidación ocasiona la ruptura del triple enlace y formación de ácido.
-Halogenación
En esta reacción agregamos un halógeno al triple enlace. Cuando utilizamos flour debemos disminuir la temperatura en la reacción, ya que es muy violenta; al realizarla con cloro o bromo hay una fácil adición al triple enlace.Si continuó agregando cloro al dicloroetano obtenemos un dihalogenado.
-Hidrogenación
Consiste en agregar hidrógenos al triple enlace hasta convertirlo en un enlace sencillo, para realizarse la reacción es necesaria la presencia de un catalizador (platino o níquel).
-Combustión
Es una reacción en los alquinos que provoca producción de llama.

RELACIÓN ESTRUCTURA/PROPIEDAD

Todos los compuestos orgánicos son moleculares acepción de las sales de  los ácidos carboxílicos. Eso significa que sus moléculas están unidad por fuerzas intermoleculares. Y las mismas dependen de la polaridad de las moléculas.
Los alcanos son compuestos formados solamente por  los muy pe elementos carbono e hidrogeno. Sus atomos están unidos por uniones simples y los atomos de carbono son tetraédricos. La diferencia de electronegatividad entre el carbono y el hidrogeno es muy pequeña. Además debido a la disposición que adoptan las cadenas en su forma más estable esas diferencias se compensan y los alcanos son compuestos no polares. Los momentos diopolares de las uniones con los hidrógenos en un atomo de carbono son de igual dirección y sentido contrario a los del átomo de carbono que sigue la cadena.
A los efecto de la comparación  que necesitamos hacer, con compuestos de mayor bipolaridad, podemos considerar que todos los hidrocarburos son compuestos no polares.


Referencias: 


miércoles, 10 de abril de 2013

MODELOS DE HIDROCARBUROS (Alcanos)

Los hidrocarburos están formados por hidrógeno (H) y carbono (C).
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
LOS ALCANOS TIENEN UN ENLACE SENCILLO; SON SATURADOS, ES DECIR QUE REACCIONAN MÁS LENTO QUE LOS SATURADOS.
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1. METANO (Numero de átomos de carbono: 1)

~~~~~~~~~~~~~~~~~
2. ETANO (Numero de átomos de carbono: 2)
~~~~~~~~~~~~~~~~~
3. PROPANO (Numero de átomos de carbono: 3)
~~~~~~~~~~~~~~~~~
4. BUTANO (Numero de átomos de carbono: 4)
~~~~~~~~~~~~~~~~~
5. PENTANO (Numero de átomos de carbono: 5)
~~~~~~~~~~~~~~~~~
6. EXANO (Numero de átomos de carbono: 6)
~~~~~~~~~~~~~~~~~
7. EPTANO (Numero de átomos de carbono: 7)
~~~~~~~~~~~~~~~~~
8. OCTANO (Numero de átomos de carbono: 8)
~~~~~~~~~~~~~~~~~
9. NONANO (Numero de átomos de carbono: 9)
~~~~~~~~~~~~~~~~~
10. DECANO (Numero de átomos de carbono: 10)
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
HIDROCARBUROS (Pentano)





miércoles, 3 de abril de 2013

PROPIEDADES QUÍMICAS DEL CARBONO


  • Valencia: 4
  • Electronegatividad: 2.55
  • Configuración electrónica:1s22s22p2
  • Enlaces que forma: Covalente puro en todas sus estructuras (porque solo tiene carbono como elemento)
  • Compuestos inorgánicos que forma el carbono: Monóxido de carbono (CO), Dióxido de carbono (CO2), carbonatos, bicarbonatos, carburos, carbonilos metálicos.
  • Compuestos orgánicos que forma el carbono: El carbono y sus compuestos se encuentran distribuidos ampliamente en la naturaleza. Se estima que el carbono constituye 0.032% de la corteza terrestre. El carbono libre se encuentra en grandes depósitos como hulla, forma amorfa del elemento con otros compuestos complejos de carbono-hidrógeno-nitrógeno.

Grandes cantidades de carbono se encuentran en forma de compuestos, El carbono está presente en la atmósfera en un 0.03% por volumen como dióxido de carbono. Varios minerales, como caliza, dolomita, yeso y mármol, tienen carbonatos. Todas las plantas y animales vivos están formados por compuestos orgánicos complejos en donde el carbono está combinado con hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros elementos.


CARBUROS: La síntesis de los carburos se realizan generalmente a partir de carbono elemental como el elemento, su óxido o su carbonato a elevadas temperaturas en una reacción en sólido se puede obtener a partir de carbonato de calcio u óxido de calcio.

CARBONATOS: Son las sales del ácido carbónico o ésteres con el grupo R-O-C(=O)-O-R’. Las sales tienen en común el anión CO3 y se derivan del ácido carbónico. Según el pH están en equilibrio químico con el bicarbonato y el dióxido de carbono.
La mayoría de los carbonatos, aparte de los carbonatos de los metales alcalinos, son pocos solubles en agua. Debido a esta característica son importantes en geoquímica y forman parte minerales y rocas.

ÓXIDOS:  Es un compuesto binario del oxígeno combinado con otro elemento. El oxígeno se puede combinar directamente con todos los elementos, excepto con los gases nobles, los halógenos, como el cobre, el mercurio, el platino, el iridio y el oro.
Los óxidos pueden ser compuestos iónicos o covalentes dependiendo de la posición que ocupa en la tabla periódica el elemento con el que combina el oxígeno.La mayor parte de los óxidos de los elementos no metálicos existen como moléculas sencillas y puntos de fusión y ebullición son muy bajos. Esos óxidos reaccionan con el agua para dar ácidos, por lo que también se les conoce como óxidos ácidos.

ACIDO: Es una sustancia que, en disolución, incrementa la concentración de iones de hidrógeno. En combinación con las bases, un ácido permite formar sales, Por otra parte, la noción de ácido se refiere a aquello con sabor de agraz o de vinagre. Se divide en hidrácidos (que es hidrogeno más un no metal) y los oxácidos (oxigeno más metal).

Tipos de hidrocarburos

(hidrocarburo: son sustancias formadas ÚNICAMENTE por átomos de CARBONO e HIDRÓGENO)

ALIFATICOS: Compuestos orgánicos, en  particular hidrocarburos, en los que los átomos de carbono se unen formando cadenas abiertaso ramificadas a través de enlace sencillos o insturados.
AROMATICOS: Son hidrocarburos derivados del benceno. El benceno se caracteriza por una inusual estabilidad, que le viene dada por la particular disposición de los dobles enlaces conjugados. Reciben este nombre debido a los olores intensos, normalmente agradables, que presentan en su mayoría. El nombre genérico de los hidrocarburos aromáticos mono y policíclicos es "areno" y los radicales derivados de ellos se llaman radicales "arilo". Todos ellos se pueden considerar derivados del benceno, que es una molécula cíclica, de forma hexagonal y con un orden de enlace intermedio entre un enlace sencillo y un doble enlace. Experimentalmente se comprueba que los seis enlaces son equivalentes, de ahí que la molécula de benceno se represente como una estructura resonante entre las dos fórmulas propuestas por Kekulé, en 1865.

Alcano, Alqueno y Alquino.

ALCANO: El primer miembro de la familia de los alcanos es el metano. Está formado por un átomo de carbono, rodeados de 4 átomos de hidrógeno. Fórmula molecular: CH4
Para concluir decimos que los alcanos presentan la siguiente fórmula molecular (CnH2n+2). Donde n es la cantidad de átomos de Carbono y (2n+2) nos da la cantidad de átomos de hidrógeno.
*Propiedades físicas:
Los cuatro primeros miembros bajo condiciones normales o en su estado natural son gaseosos.
Entre el de 5 carbonos y el de 15 tenemos líquidos y los restantes sólidos.
El punto de ebullición asciende a medida que crece el número de carbonos.
Todos son de menor densidad que el agua.
Son insolubles en el agua pero solubles en solventes orgánicos.
*Propiedades químicas: Presentan muy poca reactividad con la mayoría de los reactivos químicos. Por este motivo se los llama también parafinas. El ácido sulfúrico, hidróxido de sodio, ácido nítrico y ciertos oxidantes los atacan solo a elevada temperatura.

ALQUENO: Los alquenos se diferencian con los alcanos en que presentan una doble ligadura a lo largo de la molécula. Esta condición los coloca dentro de los llamados hidrocarburos insaturados junto con los alquinos. Con respecto a su nomenclatura es como la de los alcanos salvo la terminación. En lugar de ano como los alcanos es eno. Al tener una doble ligadura hay dos átomos menos de hidrógeno como veremos en las siguientes estructuras. Por lo tanto, la fórmula general es CnH2n.
*Propiedades físicas: Son similares a los alcanos. Los tres primeros miembros son gases, del carbono 4 al carbono 18 líquidos y los demás son sólidos.Son solubles en solventes orgánicos como el alcohol y el éter. Son levemente más densos que los alcanos correspondientes de igual número de carbonos. Los puntos de fusión y ebullición son más bajos que los alcanos correspondientes. Es interesante mencionar que la distancia entre los átomos de carbonos vecinos en la doble ligadura es más pequeña que entre carbonos vecinos en alcanos. Aquí es de unos 1.34 amstrong y en los alcanos es de 1.50 amstrong.
*Propiedades químicas: Los alquenos son mucho más reactivos que los Alcanos. Esto se debe a la presencia de la doble ligadura que permite las reacciones de adición. Las reacciones de adición son las que se presentan cuando se rompe la doble ligadura, este evento permite que se adicionen átomos de otras sustancias.

ALQUINO: Estos presentan una triple ligadura entre dos carbonos vecinos. Con respecto a la nomenclatura la terminación ano o eno se cambia por ino. Aquí hay dos hidrógenos menos que en los alquenos. Su fórmula general es CnH2n-2. La distancia entre carbonos vecinos con triple ligadura es de unos 1.20 amstrong. Para la formación de un enlace triple, debemos considerar el otro tipo de hibridación que sufre el átomo de C. La hibridación “sp”.
En esta hibridación, el orbital 2s se hibridiza con un orbital p para formar dos nuevos orbitales híbridos llamados “sp”. Por otra parte quedaran 2 orbitales p sin cambios por cada átomo de C. El triple enlace que se genera en los alquinos está conformado por dos tipos de uniones. Por un lado dos orbitales sp solapados constituyendo una unión sigma.
*Propiedades físicas: Los dos primeros son gaseosos, del tercero al decimocuarto son líquidos y son sólidos desde el 15 en adelante. Su punto de ebullición también aumenta con la cantidad de carbonos. Los alquinos son solubles en solventes orgánicos como el éter y alcohol. Son insolubles en agua, salvo el etino que presenta un poco de solubilidad.

Fuentes de información:

PROPIEDADES FÍSICAS DEL CARBONO (ALÓTROPOS)


  • Número atómico: 6
  • Masa atómica: 12.017 umas
  • Energía de ionización: 1090 kj/mol
  • Solido
  • Insoluble
  • Conductividad eléctrica  En estado puro no la conduce pero algunos de sus alotropos si. 
  • Densidad: 2267 kg/m3

Alótropos



ALÓTROPO
CARBONO EN POLVO
PUNTO DE FUSIÓN
3,500°C
PUNTO DE EBULLICIÓN
4,826.85°C
SOLUBILIDAD
Soluble
ESTADO FÍSICO
Solido
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA
Es conductor de la electricidad.
DUREZA
(No encontrada) 
DENSIDAD
2.26 g/cm3
ESTRUCTURA

USOS
1.La producción de la electricidad de acero, del cemento.
2.también en la producción de combustible líquido.


ALÓTROPO
GRAFITO
PUNTO DE FUSIÓN
3,526.85°C
PUNTO DE EBULLICIÓN
4,826.85°C
SOLUBILIDAD
Insoluble.
ESTADO FÍSICO
Solido
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA
Buen conductor de la electricidad.
DUREZA
1-2
DENSIDAD
2.09 a 2.23 g/cm3
ESTRUCTURA


USOS
1.Minas de lápices.
2. Sirve como lubricante.
3.Para fabricar sellos, chumaceras, cojinetes, casquillos, aspas de compresores.


ALÓTROPO
DIAMANTE
PUNTO DE FUSIÓN
800°C
PUNTO DE EBULLICIÓN
4,000°C
SOLUBILIDAD
Insoluble.
ESTADO FÍSICO
Solido
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA
Buenos conductores de calor, malos conductores de electricidad.
DUREZA
10
DENSIDAD
3.5-3.53 g/cm3
ESTRUCTURA
 
USOS
1.Joyería.
2.Se utiliza para la construcción de herramientas.
3.Para cortar y pulir otras piedras.


ALÓTROPO
FULLERENO
PUNTO DE FUSIÓN
225°C
PUNTO DE EBULLICIÓN
4,826.85°
SOLUBILIDAD
Soluble
ESTADO FÍSICO
Gas
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA
No es conductor de la electricidad.
DUREZA
(No encontrada)
DENSIDAD
1.68 g/cm3
ESTRUCTURA
 
USOS
1.Permite la fabricación de materiales sólidos.
2.Fabricación de polímeros.
3.Aplicación en recubrimiento de superficies, dispositivos conductores y en la reacción de nuevas redes moleculares.


ALÓTROPO
GRAFENO
PUNTO DE FUSIÓN
(No encontrado)
PUNTO DE EBULLICIÓN
(No encontrado)
SOLUBILIDAD
Insoluble.
ESTADO FÍSICO
Solido
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA
Alta conductividad eléctrica.
DUREZA
(No encontrada)
DENSIDAD
Elevada (aun no encontrada exactamente)
ESTRUCTURA
 
USOS
1.Fabricación de circuitos integrados.
2.Fabricacion de electrodos transparentes.
3.Aplicaciones anti-bacterianas.
Fuentes de información: