ACTIVIDAD 1.QUIMICA DEL CARBONO

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Lectura 1: Química del Carbono

Es aquella parte de la química que estudia los compuestos qué contienen carbono. También llamada química orgánica veamos porque:

Su nombre se debe a que inicialmente estudiaba todas las sustancias obtenidas como producto de las transformaciones que se realizaban en organismos animales y vegetales, .esto no es del todo cierto, debido a que muchas sustancias orgánicas se obtienen todavía de los seres vivos y no se han logrado sintetizar en el laboratorio, sin embargo, en contraposición se han conseguido fabricar materiales orgánicos que no produce la naturaleza tales como nylon, el PVC, muchos colorantes que se utilizan en la industria y centenares de drogas de aplicación farmacéutica.

La Química Orgánica, es la rama de la química que se encarga de estudios los compuestos que contiene carbono. Existe una amplia gama de sustancias (medicamentos, vitaminas, plásticos, fibras sintética y naturales, hidratos de carbono, proteínas y grasas) formadas por moléculas orgánicas. Los químicos orgánicos determinan la estructura de las moléculas orgánicas, estudian sus reacciones y desarrollan procedimientos para sintetizar compuestos orgánicos. La diversidad de los compuestos orgánicos tiene su origen en la versatilidad del átomo de carbono ¿porque el carbono es un elemento tan especial? Miremos su química en más detalle. El Carbono (C) aparece en el grupo IV de la tabla periódica, por lo que tiene cuatro electrones de valencia en su envoltura o nivel de valencia. Al igual que otros elementos, el carbono necesita ocho electrones para completar su nivel de valencia (es decir, le hacen falta 4) por consiguiente, el carbono forma cuatro enlaces con otros átomos, para conseguir estos 4 electrones que le hace falta. Los compuestos orgánicos son muy diversos debido al que el átomo de carbono en su necesidad de conseguir estos 4 electrones se puede enlazar de diferentes maneras para dar origen a una gran infinidad de compuestos, se puede unir en largas cadenas de carbono, que puede ser; lineales, ramificadas y cíclicas. 

FUENTE DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS

El carbono: el carbono mineral tiene origen vegetal, ya proviene de la acumulación de vegetales descompuestos en las eras geológicas, cuando el carbono se somete a altas temperaturas libera compuestos orgánicos, que a su vez sirven para sintetizar otros más complejos.

Petróleo: es la fuente más importante de los compuestos orgánicos, al destilarlo se puede obtener de allí compuestos como la gasolina, aceites, lubricantes y otros compuestos utilizados como materia prima para la elaboración de colorantes, polímetros, medicamentos, etc.

Organismos vivos: los organismos vivos están formados en su mayoría por compuestos orgánicos entre los cuales tenemos proteína, vitaminas, carbohidratos, hormona, grasas, etc., de hecho si extrajéramos del cuerpo humano los compuestos orgánicos que este tiene, quedaría tan solo agua y un pequeño residuo mineral.

Síntesis orgánica: es cuando se obtiene compuestos orgánicos a partir de otros mediante procesos químicos. 

HISTORIA E IMPORTANCIA DE LA QUIMICA ORGANICA

El conocimiento y utilización de los compuestos orgánicos se confunde con el origen mismo del ser humano. En la Biblia existen múltiples referencias, desde la época de Noé, a la utilización del vino, del vinagre, de los colorantes de los venenos, remedios, pócimas, ungüentos, perfumes y esencias, que están constituidos por sustancias orgánicas.

Los antiguos egipcios utilizaban la médula de la planta de papiro para escribir sus jeroglíficos.

Los colorantes de origen natural eran conocidos y manejados por el hombre desde tiempos antiguos, como la tintura azul de índigo, obtenida de la especie indigofera, utilizada por los egipcios para colorear las vendas de sus momias, la tintura de cochinilla (ácido carmínico), que aún se extrae de la hembrea de la cochinilla, insecto que habita en los cactus de Centroamérica, tintura muy apreciada por los grandes maestros de la pintura renacentista. Los fenicios obtenían el colorante púrpura real (púrpura de Tiro), extraída de un molusco del mediterráneo.

Se fabricaban también extractos de plantas para causar la muerte. Famoso es el caso del filósofo griego Sócrates que en 399 ac. Fue condenado a beber cicuta, Extracto de una planta que contiene la cicutina; alcaloide muy toxico.

Pero por fortuna también se extraían sustancias benéficas que servían para recuperar la salud. El mismo Hipócrates (hacia 460 a 377a.C) considerado el padre de la medicina, establece referencias de sustancias curativas de origen natural: en los siglos XVI y XVII tuvo gran desarrollo la iatroquímica o química médica creada por Paracelso. Existen referencias del conocimiento que tenían los chinos de plantas antimaláricas en épocas muy antiguas.

En el siglo V ac. Conocían los griegos el proceso de destilación, desarrollado mucho tiempo después (Siglo VII dc.) por los árabes, que les permitió elaborar alcohol etílico, y ácido acético.

En la época actual, la química orgánica lograra sintetizar gran variedad de compuestos naturales o artificiales, para usos en la industria, en la medicina en el transporte, hasta el punto que se han conseguido entre otras, la síntesis de sustancias tales como la insulina, hormona secretada por el páncreas que regula el metabolismo de los azucares, utilizada en el tratamiento de la diabetes. Se han sintetizado además numerosos materiales plástico para diferentes usos y la primera vacuna sintética, contra la malaria, elaborada por el médico Colombiano Manuel Elkin Patarroyo y su equipo de colaboradores. Parte muy importante de la investigación se dirige hoy en día hacia la síntesis de nuevos materiales con propiedades específicas para solucionar problemas concretos y mejorar la calidad de vida de la humanidad.

CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS

Los compuestos orgánicos están formados por enlaces covalentes por lo que son compuestos covalentes, mientras que los compuestos inorgánicos están formados por enlaces iónicos. Al ser compuestos orgánicos se caracterizan por tener: puntos de fusión y ebullición bajos, son pocos solubles en el agua y muy solubles en solventes orgánicos. Son combustibles, es decir, que se queman liberando, calor, productos volátiles y un residuo carbonoso.

Diferencias entre compuestos orgánicos e inorgánicos
Compuestos orgánicos	Compuestos inorgánicos
Son combustibles	Muy pocos son combustibles
Son solubles en sustancias orgánicas y poco solubles en agua	Son insolubles en sustancias orgánicas y solubles en agua
Forman enlaces covalentes	Forman enlaces iónicos
actualmente se conocen alrededor de2,000,000	Solo forman 60,000 compuestos
Presentan puntos de fusión y ebullición bajos	Presentan puntos de fusión y ebullición altos
Formados principalmente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N) entre otros pocos elementos	Formados por la mayoría de los elementos químicos

Gracias a sus características químicas, el átomo de carbono presenta siempre cuatro enlaces (puede estar unido a otros cuatro elementos) veamos:

Cada uno de los guiones que aparecen en la formula entre el átomo de carbono y los átomos de hidrógeno representan un enlace químico.

Clases de fórmulas en química orgánica
Fórmula	Definición	Ejemplo
Estructural	Muestran los enlaces entre todos los átomos  e indican la forma de la molécula en el espacio	H     H       |       | H-C — C - H       |       |       H     H
Semicondensada	Muestra únicamente los enlaces presentes entre  los átomos de carbono e indica el número de átomos de los otros elementos	CH3 — CH3
condensada	Solo indica la clase y el número de átomos  presentes en un compuesto	C2H2

Taller de lectura 1:

1.    ¿Qué estudia la química orgánica?

2.   ¿A qué se debe el nombre de química orgánica?

3.  ¿Qué materiales se han podido fabricar que no produce la naturaleza?

4.  ¿A qué se refiere el término industria farmacéutica?

5.  ¿Qué nombre recibía la planta con la cual los egipcios escribían los    jeroglíficos?     6.   ¿Qué usos tenía la tintura azul de índigo, la de cochinilla y la púrpura de     tiro?               

7.   ¿Qué es la cicuta?

8.   ¿A qué se refiere el término iatroquímica y quien lo empleó?

9.     ¿Qué compuestos orgánicos se pueden elaborar mediante la destilación?

10.  ¿Qué función cumple la insulina en el organismo humano?

11.   ¿En qué sustancias son solubles los compuestos orgánicos?

12.    El punto de ebullición es la temperatura a la cual una sustancia liquida                            pasa a gas (se evapora). ¿Cómo es el punto de ebullición en los                                             compuestos orgánicos?

13. ¿Qué elementos forman a los compuestos orgánicos?

14.   ¿Qué elementos forman a los compuestos inorgánicos?

15.    ¿Cuántos enlaces presenta un átomo de carbono y como se representan     en    una fórmula?                            

16.  ¿Qué diferencia hay entre una formula estructural; una semicondensada                               y   una condensada?