ELS COMPOSTOS DEL CARBONI
Els compostos de carboni tenen una gran importància vital i social: alguns són els constituents fonamentals dels éssers vius, uns altres formen els combustibles més utilitzats i uns altres, com els plàstics o els medicaments, han provocat canvis molt importants en la vida de les persones.
· Propà. És un combustible.
· Etè. S'usa per fabricar plàstics (polietilè) i com a gas per madurar la fruita.
· Etí o acetilè. S'utilitza en bufadors de soldadura. La seva flama aconsegueix unes temperatures molt altes.
· Metilpropà. És un derivat del petroli.
· Etanol. És l'alcohol comú.
· Propantriol o glicerol. És l'alcohol que forma part dels triglicèrids.
· Metanal o formol. S'usa com a desinfectant.
· Àcid etanoic o àcid acètic. És l'àcid del vinagre.
· Propanona o acetona. S'usa com a dissolvent.
· Ciclopentà. És un combustible derivat del petroli.
· Benzè. S'usa com a dissolvent.
· Àcid salicílic. És el precursor de l'aspirina.
La formació de tants compostos del carboni es basa en el fet que inicialment, l'àtom de carboni té una configuració electrònica: 1s2 2s2 2p2, amb una configuració de la capa de valència 2s2 2p2, més concretament, 2s1 , però un dels electrons salta de l'orbital 2s a un orbital 2p, i queda: 2s1 , i aquesta configuració de la capa de valència determina que l'àtom de carboni tingui 4 electrons desaparellats que pot compartir. És a dir, que per aconseguir la configuració d'un gas noble ha de formar 4 enllaços covalents.
Els 4 enllaços covalents, que l'àtom de carboni pot formar amb d'altres àtoms de C o amb àtoms d'altres elements, en realitat poden ser 4 enllaços senzills , 1 enllaç doble i 2 enllaços senzills 1 enllaç triple i 1 enllaç senzill o 2 enllaços dobles, encara que aquesta última possibilitat és molt inestable i molt poc freqüent.
Mitjançant enllaços amb d'altres àtoms de C, l'àtom de carboni pot donar lloc a cadenes lineals, per exemple propà, etè o acetilè, cadenes ramificades com el metilpropà, o cadenes tancades, també anomenades cicles, com és el cas del ciclopentà o el del benzè.
Un altre aspecte a tenir en compte és que el volum reduït de l'àtom de carboni determina que els electrons de valència siguin fortament atrets pel nucli i, per tant, els enllaços siguin molt estables.
La fórmula dels compostos de carboni
La fórmula dels compostos de carboni s' escriu indicant tots els enllaços que hi ha entre els àtoms de la seva molècula. Però hi ha altres maneres de representar aquestes fórmules:
2. Formulació orgánica: Com s’anomenen els compostos del Carboni.
Els compostos de carboni estan formats per àtoms de carboni i hidrogen fonamentalment, tot i que hi pot haver algun àtom d'oxigen, nitrogen i altres elements. Els compostos que estan formats només per àtoms de carboni i hidrogen s'anomenen hidrocarburs.
La majoria dels àtoms de carboni estan units entre si i amb els àtoms d'hidrogen per mitjà d'enllaços covalents senzills. Només una petita part de cada molècula està formada per àtoms diferents o units de manera diferent; aquesta part s'anomena grup funcional.
El grup funcional d'un compost és un conjunt d'àtoms units sempre de la mateixa manera.
La seva presència en un compost fa que tingui unes característiques determinades. Per això es diu que pertany a una família. Per exemple, l'àcid salicílic té el grup funcional àcid, igual que l'àcid acètic, per això tots dos tenen un sabor agre.
Compostos de carboni no ramificats i un sol grup funcional
S'utilitza un prefix que indica el nombre d'àtoms de carboni de la cadena i un sufix que indica el grup funcional. Si és cíclic, s'hi anteposa la partícula ciclo-.
Hidrocarburs saturats:
Alcans (enllaços senzills).
Alcans (enllaços senzills).
Tots els àtoms de carboni formen 4 enllaços covalents senzills.
· Els alcans entre 1 i 4 àtoms de C són gasos, entre 5 i 16 són líquids i més de 16 són sòlids. Són incolors i inodors.
· Són combustibles, cremen en presència de O2 formant CO2 i H2O.
· Són insolubles en aigua, però solubles en dissolvents orgànics com el benzè, l'èter, etc.
· Són menys densos que l'aigua. La massa molar augmenta en funció del nombre creixent d'àtoms de C.
· Els punts de fusió i ebullició són baixos, però augmenten en els alcans que tenen major nombre d'àtoms de C.
Hidrocarburs insaturats (enllaços dobles o triples).
Alquens:
Tenen almenys un enllaç covalent doble entre els àtoms de carboni.
Tenen almenys un enllaç covalent doble entre els àtoms de carboni.
· Els alquens entre 1 i 3 àtoms de C són gasos, entre 4 i 16 són líquids i més de 16 són sòlids. Són incolors i poc solubles en aigua, però molt solubles en àcid sulfúric i en dissolvents orgànics com el benzè.
· Són combustibles, cremen en presència de O2 formant CO2 i H2O.
· Són menys densos que l'aigua. La massa molar augmenta en funció del nombre creixent d'àtoms de C.
· Els punts de fusió i ebullició són baixos, però augmenten en els alquens que tenen major nombre d'àtoms de C.
Alquins:
Tenen almenys un enllaç covalent triple entre els àtoms de carboni.
Tenen almenys un enllaç covalent triple entre els àtoms de carboni.
Principals propietats:
· Els alquins entre 1 i 3 àtoms de C són gasos, entre 4 i 15 són líquids i amb 16 o més són sòlids.
· Són combustibles, cremen en presència de O2 formant CO2 i H2O.
· Són insolubles en aigua, però solubles en dissolvents orgànics com l'èter, el benzè, etc.
· Són menys densos que l'aigua. La massa molar augmenta en funció del nombre creixent d'àtoms de C.
· Els punts de fusió i ebullició són baixos, però augmenten en els alquins que tenen major nombre d'àtoms de C.
Hidrocarburs aromàtics
Són el benzè, C6H6, i els seus derivats.
El benzè és un líquid, a temperatura ambient, molt volàtil i inflamable, incolor i poc soluble en aigua.
És tòxic per ingestió o inhalació.
Alcohols
Tenen almenys un àtom de carboni unit a un grup —OH i els altres 3 enllaços són covalents senzills.
Principals propietats:
· Els alcohols són líquids a temperatura ambient, ja que tenen el punt de fusió baix i el d'ebullició elevat. Tanmateix hi ha alcohols d'elevada massa molar que són sòlids.
· Són combustibles, cremen en presència de O2 formant CO2 i H2O.
· Són molt solubles en aigua i, en general, menys densos que l'aigua.
· Són incolors i presenten una olor característica.
· Són molt inflamables.
· Tenen caràcter àcid.
Aldehids
Tenen un grup —OH al final de la cadena. L'àtom de C forma un enllaç doble amb O, un de senzill amb H i un altre enllaç també senzill.
· Els aldehids de fins a 4 àtoms de C són solubles en aigua i, en general, menys densos que l'aigua. A mesura que augmenta el nombre d'àtoms de C, disminueix la solubilitat.
· S'oxiden amb facilitat formant àcids. El metanal reacciona amb l'oxigen atmosfèric i forma àcid fòrmic.
· El d'un àtom de carboni és gas, els altres són líquids encara que n'hi ha de molts àtoms de C que són sòlids, i acostumen a tenir una olor característica.
Cetones
Tenen un grup —CO— enmig d'una cadena. L'àtom de carboni forma un enllaç doble amb O i un enllaç covalent senzill amb uns altres dos àtoms de carboni.
· Les cetones de pocs àtoms de carboni són solubles en aigua, però a mesura que augmenta el nombre d'àtoms de C, disminueix la solubilitat. Són molt solubles en alcohol i èter.
· Fins a 16 àtoms de C, les cetones són líquides a temperatura ambient. A partir dels 16 C les cetones són sòlides.
· La majoria presenten una olor agradable.
Àcids carboxílics
Tenen un grup —COOH al final de la cadena. L'àtom de carboni forma un enllaç doble amb O, un de senzill amb —OH i un altre enllaç covalent senzill, generalment amb un altre àtom de C.
· Fins a 3 àtoms de C són solubles en aigua. A mesura que augmenta el nombre d'àtoms de C, disminueix la solubilitat.
· Fins a 10 àtoms de C, els àcids carboxílics són líquids a temperatura ambient. A partir de 10 C els àcids carboxílics són sòlids.
· Tenen caràcter àcid, i olor desagradable.
Amines
Tenen un grup —NH2 unit a un radical orgànic (amines primàries) a dos radicals (amines secundàries) o a tres radicals (amines terciàries).
· Les amines de pocs àtoms de carboni són solubles en aigua, però a mesura que augmenta el nombre d'àtoms de C, disminueix la solubilitat.
· Les amines d'un, dos o tres àtoms de carboni són gasos a temperatura ambient, les altres amines són líquides.
· Tenen caràcter bàsic i presenten una olor desagradable.
Èters
Tenen un àtom d'oxigen entre dos àtoms de carboni.
· Els èters de 5 o menys àtoms de carboni són solubles en aigua. Els de més de 5 àtoms de C són insolubles en aigua.
· Líquids a temperatura ambient, excepte el metoximetà que és gas.
· Són menys densos que l'aigua.
· Tenen una olor agradable.
· Compostos de carboni ramificats
Cada ramificació s'anomena radical, que és com una resta d'un hidrocarbur que ha perdut un enllaç C—H. Aquest carboni, en lloc d'estar unit a l'hidrogen, està unit a un carboni de la cadena que, al seu torn, està unit a uns altres dos àtoms de carboni.
El radical s'anomena com l'hidrocarbur del qual prové, però acabat en -il.
Per anomenar un compost amb un radical, primer s'anomena el radical i després la resta del nom del compost. La cadena d'àtoms de carboni que dóna nom al compost és la més llarga (s'anomena cadena principal) i no ha d'estar en horitzontal necessàriament; recorda que això només és una manera d'escriure-la.
PER REPASSAR ELS CONTINGUTS
UD6 LA QUÍMICA DEL CARBONI from Míriam Redondo Díaz
VIDEOS EXPLICATIUS
(Introducció a la química orgànica)
Comentaris
Publica un comentari a l'entrada