Cantidades químicas - Cursos en Abierto de la UNED

Compuestos del Carbono. Su representación 1/2
QUÍMICA
QUÍMICA DEL CARBONO
Compuestos del Carbono. Su representación
La Química Orgánica se caracteriza por la existencia del carbono como elemento principal en todos sus compuestos, lo que
justifica que también se le llame Química del Carbono. Los compuestos del carbono son de extraordinaria importancia en la
naturaleza ya que son la base de todos los seres vivos y, además, forman parte de un numeroso grupo de sustancias
imprescindibles en nuestra sociedad, por lo que resulta esencial su estudio. La causa de la gran diversidad de los
compuestos del carbono es consecuencia de la configuración electrónica de este átomo, y la posibilidad que tiene de
combinarse consigo mismo formando cadenas carbonadas. Por ello, para poder identificar inequívocamente un compuesto
orgánico es necesario utilizar las llamadas fórmulas estructurales.
Compuestos del Carbono. Representación de las moléculas orgánicas. El átomo de
carbono y los compuestos orgánicos. Representación de las moléculas orgánicas:
fórmulas químicas y fórmulas estructurales.
La Química Orgánica estudia los compuestos que contienen el átomo de carbono, por ello se llama
también Química del Carbono. No obstante, compuestos sencillos del carbono como óxidos, carburos,
carbonatos, hidrogenocarbonatos y cianuros, se consideran como inorgánicos, y otros como cianatos e
isocianatos, se encuadran indistintamente en uno u otro grupo. La estructura del átomo de carbono explica
la enorme multiplicidad de sus compuestos. Debido a su configuración electrónica, 1s2 2s2p2, al
combinarse, por promoción e hibridación, dispone sus cuatro electrones
de valencia en sus cuatro orbitales de valencia, lo que explica su
C
C
C
C
conocida tetravalencia y la estabilidad de sus compuestos. Los átomos de
carbono son los únicos de todos los elementos que tienen la capacidad
Abierta
Abierta con
de combinarse consigo mismo, mediante fuertes enlaces covalentes,
ramificaciones
C
formando Cadenas Carbonadas que pueden llegar a superar el centenar
de átomos, con el “único“ limite de la tetravalencia del átomo de C.
C
C
C
C
C
Estas cadenas carbonadas pueden ser abiertas o cerradas, y en ambos
C
casos, además, es posible la existencia de ramificaciones. La mayoría
C
C
C
de los compuestos orgánicos contienen sólo seis elementos: carbono, C;
Cerrada
Cerrada con
hidrógeno, H; oxígeno, O; nitrógeno, N; azufre, S, y fósforo, P.
ramificaciones
Los compuestos químicos se representan simbólicamente mediante Fórmulas
Químicas. La Fórmula Empírica o mínima, nos da la relación numérica más
simple en que entran los átomos en la molécula y la Fórmula Molecular indica,
en cambio, el número exacto o real de átomos que forman la molécula. La fórmula
molecular siempre es “n” veces la fórmula empírica. Así, por ejemplo, para la
fórmula molecular C6H12O6, la fórmula empírica es (CH2O)n, cumpliéndose que n =
6. Los datos experimentales acerca de un compuesto determinado nos permiten
obtener su fórmula empírica o molecular. Sin embargo, la fórmula molecular no
define unívocamente a un compuesto, en particular, un compuesto orgánico,
debido a que los átomos pueden unirse entre sí de distintas formas, dando lugar a
compuestos diferentes. Por ello, para identificar unívocamente un compuesto se
utilizan las Fórmulas Estructurales, que indican los enlaces que existen entre los
átomos que la forman. Pueden ser de tres tipos: i) Fórmula Semidesarrollada o
condensada o lineal. En ella, los pares de electrones de cada enlace se
representan por un guión, que une a los dos átomos correspondientes. En general,
sólo se especifican los enlaces entre los carbonos; ii) Fórmula Desarrollada o
expandida o plana, llamada así porque todos los enlaces se representan en el
plano, y iii) Fórmula Tridimensional, en las que se representan las direcciones de
los enlaces en el espacio mediante distintos tipos de proyecciones. Así, se marcan
los enlaces con trazos triangulares (para indicar que se sale del plano), con línea
continua (está en el plano) y línea discontinua (entra en el plano). Por lo tanto, las
fórmulas de los compuestos orgánicos pueden expresarse de varias formas y cada
una de ellas proporciona algún tipo de información.
Fórmula Empírica:
Indica la proporción de los
átomos de cada elemento en
una molécula.
Fórmula Molecular:
Indica el número de átomos
de cada elemento en una
molécula.
Fórmula Semidesarrollada:
Sólo constan los átomos
unidos a cada carbono y los
enlaces carbono-carbono
simples, dobles o triples.
Fórmula Desarrollada:
Expresa la totalidad de los
enlaces presentes en la
molécula, desarrollados en
un plano
Fórmula Tridimensional:
Indica, de un modo
convencional, la disposición
de los átomos y los enlaces
en el espacio.
Autora: Mª José Morcillo Ortega
UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA
Compuestos del Carbono. Su representación 2/2
QUÍMICA
QUÍMICA DEL CARBONO
Compuestos del Carbono. Su representación
Otros conceptos relacionados que conviene recordar/consultar
Átomo. Ver ficha: Átomo: estructura
Compuesto. Ver ficha: Moléculas y otras posibilidades
Electrones de valencia. Ver ficha: Formulación química inorgánica. Conceptos básicos.
Elemento. Ver ficha: Moléculas y otras posibilidades
Enlace covalente. Ver ficha: Moléculas y otras posibilidades
Fórmula química. Ver ficha: Moléculas y otras posibilidades
Moléculas: Agrupación de átomos, constituyendo las partículas más pequeñas de una sustancia con las propiedades químicas
específicas de esa sustancia. Se caracterizan por estar constituidas por un número de átomos finito dando lugar a unidades discretas
con composición constante. Ver ficha: Moléculas y otras posibilidades
Óxido. Ver ficha: Formulación Química Inorgánica. Compuestos binarios
Ejemplo
Escribir un ejemplo de una fórmula empírica, una fórmula molecular, semidesarrollada,
desarrollada y tridimensional.
Solución:
En la fórmula empírica los subíndices indican la proporción de los átomos de cada elemento en una
molécula, en el ejemplo 1 de C por 3 de H. En la fórmula molecular los subíndices indican el número de
átomos de cada elemento en una molécula, en nuestro caso 2 de C y 6 de H. En la fórmula
semidesarrollada sólo constan los átomos unidos a cada carbono y los enlaces carbono-carbono, en
este caso, simples. La fórmula desarrollada expresa la totalidad de los enlaces presentes en la
molécula, desarrollados en un plano y la fórmula tridimensional indica la disposición de los átomos y los
enlaces en el espacio, marcando con trazos triangulares para indicar que se sale del plano, con línea
continua que está en el plano y con línea discontinua que entra en el plano.
CH3
Empírica
H
C2H6
Molecular
H
H
C
C
CH3-CH3
Semidesarrollada
H
C
H
Cl
H
H
H
Desarrollada
H
Tridimensional
Ejercicio de autoevaluación
Indicar que tipo de fórmula son las siguientes: a) CH2=CH2, b) CH2O, c) (CH2O)n.
Solución: a) semidesarrollada, b) empírica, c) molecular.
Autora: Mª José Morcillo Ortega
UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA