Introducción a la Química Orgánica

Flashcards de repaso en formato de Pregunta y Respuesta que abarcan la historia, clasificación, fuentes naturales, propiedades electrónicas e isomería en la química orgánica.

¿Qué es la química orgánica?

Es la rama de la química que estudia los compuestos que contienen carbono, llamados compuestos orgánicos.

¿En qué consistía la corriente del vitalismo y quién fue su principal seguidor?

Sostenía que los compuestos orgánicos sólo podían existir y ser sintetizados por organismos vivos, los cuales imprimían su fuerza o esencia vital. Su principal seguidor fue el químico sueco John Jacob Berzelius ($1779-1882$).

¿Cómo contribuyó Friedrich Wöhler en 1828 a derrumbar el vitalismo?

Descubrió que al calentar una solución acuosa de cianato de amonio (una sal inorgánica) se producía urea, un compuesto orgánico presente en la orina de algunos animales.

¿Cuál fue la aportación fundamental del químico alemán August Kekulé en 1861?

Propuso que los compuestos orgánicos se estructuraban sobre un esqueleto básico de átomos de carbono y dilucidó la estructura del benceno.

¿Qué descubrimientos biológicos clave ocurrieron en 1944 y 1953 según la lectura?

En 1944 se descubrió que los genes son fragmentos de ácidos nucleicos, y en 1953 Watson y Crick descubrieron la estructura tridimensional del ADN.

¿Cuáles son los cinco bioelementos primarios o elementos organógenos?

Carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre ($C$, $H$, $O$, $N$ y $S$), los cuales constituyen cerca del $95\%$ de la masa de la materia viva.

¿En qué proporción en peso y volumen se encuentra el nitrógeno en la atmósfera?

Constituye alrededor del $75\%$ en peso y el $78\%$ en volumen de la atmósfera.

¿Qué productos se obtienen al arder casi todos los compuestos orgánicos en presencia de oxígeno?

Dióxido de carbono ($CO_2$) y agua ($H_2O$).

¿En qué porcentaje está presente el carbono en la litósfera, la atmósfera y la hidrósfera?

Aproximadamente en un $0,08\%$.

¿Cuáles son las diferencias principales entre las formas alotrópicas del grafito y el diamante?

El grafito es blando, negro, conduce electricidad, tiene densidad de $2,5\,g/cm^3$ y estructura de capas planas hexagonales. El diamante es transparente, no conduce electricidad, tiene una estructura en red tetraédrica, densidad de $3,53\,g/cm^3$ y punto de fusión cercano a $3823\,^\circ\text{C}$.

¿Cuáles son los cuatro tipos de carbonos amorfos naturales y sus porcentajes de carbono?

Antracita ($90\%$ a $96\%$ de $C$), hulla o carbón de piedra ($70\%$ a $90\%$ de $C$), lignito ($70\%$ de $C$) y turba ($50\%$ de $C$).

¿Cuál es la configuración electrónica en estado basal del átomo de carbono?

$C - 1s^2 2s^2 2p^2$.

¿Cuáles son las tres propiedades importantes de la estructura electrónica del átomo de carbono?

La tetravalencia, la autosaturación y la hibridación.

¿Cuáles son las características geométricas y los ángulos de enlace para las hibridaciones $sp^3$, $sp^2$ y $sp$?

$sp^3$: geometría tetraédrica regular con ángulo de $109^\circ28'$; $sp^2$: geometría trigonal plana con ángulo de $120^\circ$; $sp$: geometría lineal con ángulo de $180^\circ$.

¿Cómo influye el tipo de enlace carbono-carbono en la geometría de la cadena?

El enlace simple produce geometría tetraédrica, el enlace doble genera una geometría plana triangular y el enlace triple da lugar a una geometría lineal.

¿Cómo se clasifican las clases de carbono según los enlaces compartidos con otros carbonos?

Primario (unido a 1 carbono), secundario (unido a 2 carbonos), terciario (unido a 3 carbonos) y cuaternario (comparte 4 pares de electrones con otros carbonos).

¿Cuáles son los tres tipos principales de fórmulas químicas orgánicas descritas?

Fórmula desarrollada o estructural, fórmula semidesarrollada y fórmula global o molecular.

¿Qué diferencia existe entre grupo funcional y función orgánica?

El grupo funcional es el átomo o grupo de átomos responsable del comportamiento químico, mientras que la función orgánica es el conjunto de compuestos con comportamiento químico semejante que comparten dicho grupo.

¿Qué es una serie homóloga?

Es un conjunto de compuestos que poseen el mismo grupo funcional pero difieren en el número de unidades de carbonos e hidrógenos, específicamente en unidades de $-\text{CH}_2-$.

¿En qué se diferencian los isómeros de cadena, posición y función?

Los de cadena varían en la estructura del esqueleto carbonado; los de posición varían en la ubicación del grupo funcional en la cadena; y los de función poseen grupos funcionales distintos.

¿Cómo se clasifican los isómeros ópticos según la desviación de la luz polarizada?

Se llaman dextrógiro ($D$) si desvían la luz polarizada hacia la derecha y levógiro ($L$) si la desvían hacia la izquierda. Ambos reciben el nombre de enantiómeros.