Grupos Funcionales

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  Para comprender lo que son o significan los grupos funcionales es necesario adentrarnos o repasar el mundo de la química orgánica donde el carbono es la figura principal. El carbono (C) está ubicado en la segunda hilera de la tabla periódica y tiene cuatro electrones de enlace en su envoltura de valencia. Al igual que otros no metales, el carbono necesita ocho electrones para completar su envoltura de valencia. Por consiguiente, el carbono puede formar hasta cuatro enlaces con otros átomos (cada
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  Para comprender lo que son o significan los grupos funcionales es necesario adentrarnos o repasar elmundo de la  química orgánica  donde el  carbono  es la figura principal.El carbono (C) está ubicado en la segunda hilera de la  tabla periódica  y tiene cuatro electrones deenlace en su envoltura de valencia . Al igual que otros no metales, el carbono necesita ochoelectrones para completar su envoltura de valencia .Por consiguiente, el carbono puede formar hasta cuatro enlaces con otros átomos (cada enlacerepresenta uno de los electrones del carbono y uno de los electrones del átomo que se enlazan).Cada valencia de electrón participa en el enlace, por consiguiente elenlace del átomo de carbono se distribuirá de modo uniforme sobre lasuperficie del átomo.Estos enlaces forman un tetradrón (una pirámide con una punta en laparte superior), como se ilustra en la figura a la derecha.La diversidad de los productos químicos orgánicos se debe a la infinidadde opciones que brinda el carbono para enlazarse con otros átomos. Losquímicos orgánicos más simples, llamados hidrocarburos , contienen sólocarbono y átomos de hidrógeno; el hidrocarburo más simple (llamado metano ) contiene un solo átomo de carbono enlazado a cuatro átomos dehidrógeno.Pero el carbono también puede enlazarse con otros átomos de carbono adicionalmente al hidrógeno talcomo se ilustra en el siguiente dibujo de la molécula etano (CH 3 — CH 3 ):   Etano (un enlace carbono-carbono).  El carbono puede también formar cadenas en rama, como en el hexano y el isohexano: Hexano (una cadena de seiscarbonos).   Isohexano (una cadena enramas de carbono) .  Puede formar anillos, como en el cyclohexano: Metano (un átomo decarbono enlazado acuatro átomos dehidrógeno).      Cyclohexano (unhidrocarburo enforma de anillo).  Pareciera que no hay límites al número de estructuras diferentes que el carbono puede formar. Paraañadirle complejidad a la química orgánica, átomos de carbono vecinos pueden formar enlaces dobles otriples adicionalmente a los enlaces sencillos de carbono-carbono: Enlace sencillo   Enlace doble Enlace triple   Importante:   Recuerda que cada átomo de carbono puede formar cuatro enlaces. A medida que el número deenlaces entre cualesquiera de dos átomos de carbono aumenta, de uno a dos, tres o cuatro, elnúmero de átomos de hidrógeno en la molécula disminuye, como se grafica en las tres figuras dearriba. Allí vemos enlazados dos carbonos: si el enlace entre ellos es sencillo, necesitan seishidrógenos para completar su capa de valencia; si el enlace es doble, necesitarán sólo cuatro, ysi el enlace es triple, necesitarán sólo dos átomos de hidrógeno.   Hidrocarburos simples  Como ya dijimos, los hidrocarburos simples son compuestos orgánicos que sólo contienen carbono e hidrógeno . Estos hidrocarburos simples vienen en tres variedades (llamadas alcanos, alquenos y alquinos ) dependiendo del tipo de enlace carbono-carbono (sencillo, doble o triple) que ocurre en lamolécula. Alcanos  Los alcanos son la primera clase de hidrocarburos simples y contienen sólo enlaces sencillos decarbono-carbono. Para nombrarlos, se combina un prefijo, que describe el número de los átomos decarbono en la molécula, con la raíz que termina en ―ano‖ .He aquí los nombres y los prefijos para los primeros diez alcanos. Átomosdecarbono   Prefijo   Nombre dealcanos   FórmulaQuímica   Fórmula semidesarrollada 1 Meth Metano CH 4 CH 4  2 Eth Etano C 2 H 6 CH 3 CH 3    3 Prop Propano C 3 H 8 CH 3 CH 2 CH 3  4 But Butano C 4 H 10 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3  5 Pent Pentano C 5 H 12 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3  6 Hex Hexano C 6 H 14 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3  7 Hept Heptano C 7 H 16 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3  8 Oct Octano C 8 H 18 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3  9 Non Nonano C 9 H 20 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3  10 Dec Decano C 10 H 22 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3  La fórmula química para cualquier alcano se encuentra en la expresión C n H 2n + 2 , donde n es el númerode carbonos que se enlazan.Ejemplo para un alcano que tenga seis carbonos (un hexano): C n H 2n + 2  Reemplazamos n por el seis y tenemos C 6 H 2(6) + 2  C 6 H 12 + 2   C 6 H 14  que según su fórmula semidesarrollada es CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3  La fórmula semidesarrollada, para los primeros diez alcanos de la tabla, muestra cada átomo decarbono y los elementos a los que están unidos.Los alcanos simples comparten muchas propiedades en común. Todos entran en reacciones de combustión con el oxígeno para producir dióxido de carbono y agua de vapor. En otras palabras,muchos alcanos son inflamables. Esto los convierte en buenos combustibles. Por ejemplo, el metano esel componente principal del gas natural y el butano es un fluido común más liviano. Alquenos  La segunda clase de hidrocarburos simples son los alquenos , formados por moléculas que contienenpor lo menos un par de carbonos de enlace doble .Para nombrarlos, los alquenos siguen la misma convención que la usada por los alcanos . Un prefijo (para describir el número de átomos de carbono) se combina conla terminación ―eno‖ para denominar un alqueno (no puede haber un meteno ya quetendría solo un átomo de carbono). El eteno (que sería el primer alqueno), porejemplo, consiste de dos moléculas de carbono unidas por un enlace doble .La fórmula química para los alquenos simples sigue la expresión C n H 2n . Debido a queuno de los pares de carbono está doblemente enlazado, los alquenos simples tienen dos átomos dehidrógeno menos que los alcanos. Alquinos   Eteno, doscarbonos conenlace doble.    Los alquinos son la tercera clase de hidrocarburos simples y son moléculas quecontienen por lo menos un par de enlaces de carbono, que en este caso será triple.Tal como los alcanos y alquenos, los alquinos se denominan al combinar un prefijo(que indica el número de átomos de carbono) con la terminación ―ino‖ para denotarun enlace triple.La fórmula química para los alquinos simples sigue la expresión C n H 2n-2 . Isómeros  Ya que el carbono puede enlazarse de tantas diferentes maneras, una simple molécula puede tenerdiferentes configuraciones de enlace.Como ejemplo de tal afirmación, veamos las dos moléculas siguientes:CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3  CH 3  ICHCH 3 CH 2 CH 2 CH 3   C 6 H 14   C 6 H 14  Ambas moléculas tienen formulas químicas idénticas ( C 6 H 14 ), sin embargo sus fórmulas desarrolladas yestructurales (y, por consiguiente, algunas propiedades químicas) son diferentes. Estas dos moléculasson llamadas isómeros .Los isómeros son moléculas que tienen la misma fórmula química , pero diferentes fórmulasdesarrolladas y estructurales . Clasificación de los compuestos orgánicos  Como ya dijimos, los hidrocarburos, formados solo por carbono e hidrógeno, son los compuestosorgánicos más simples en su composición, por ello es que se pueden tomar como base para hacer unaclasificación de los compuestos orgánicos.Si en un hidrocarburo sustituimos uno o más átomos de hidrógeno por otro átomo o agrupación deátomos podemos generar todos los tipos de compuestos orgánicos conocidos. Por ejemplo, si en un alcano (hidrocarburo saturado) sustituimos un átomo de hidrógeno por un halógeno obtendremos underivado halogenado, y si en un alcano sustituimos dos átomos de hidrógeno por uno de oxígeno  podemos general un aldehído (si la sustitución ocurre en un átomo de carbono terminal) o una cetona  (si la sustitución se hace en un carbono intermedio).Entendido esto, podemos clasificar los compuestos orgánicos en hidrocarburos e hidrocarburossustituidos .Etino, doscarbonos conenlace triple.
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