Grupos funcionales del benceno (aromaticos)

Un hidrocarburo aromático es un polímero cíclico conjugado que cumple la Regla de Hückel, es decir, que tienen un total de 4n+2 electrones pi en el anillo. Para que se dé la aromaticidad, deben cumplirse ciertas premisas, por ejemplo que los dobles enlaces resonantes de la molécula estén conjugados y que se den al menos dos formas resonantes equivalentes. La estabilidad excepcional de estos compuestos y la explicación de la regla de Hückel han sido explicados cuánticamente, mediante el modelo de "partícula en un anillo"
Originalmente el término estaba restringido a un producto del alquitrán mineral, el benceno, y a sus derivados, pero en la actualidad incluye casi la mitad de todos los compuestos orgánicos; el resto son los llamados compuestos alifáticos.
El máximo exponente de la familia de los hidrocarburos aromáticos es el benceno (C₆H₆), pero existen otros ejemplos, como la familia de anulenos, hidrocarburos monocíclicos totalmente conjugados de fórmula general (CH)_n.
Una característica de los hidrocarburos aromáticos como el benceno, anteriormente mencionada, es la coplanaridad del anillo o la también llamada resonancia, debida a la estructura electrónica de la molécula.
los prefijos utilizados son orto-, meta- y para-, de acuerdo a la forma:
•orto- (o-): Se utilizan en carbonos adyacentes. Posiciones 1,2.
•meta- (m-): Se utiliza cuando la posición de los carbonos son alternados. Posiciones 1,3.
•para- (p-): Se utiliza cuando la posición de los sustituyentes están en carbonos opuestos. Posiciones 1,4.

Bencenos Disustituidos

1. Solo hay tres isómeros posibles en cualquier benceno disustituido debido a l simetria planar del anillo, para identificar estos la nomenclatura de la IUPAC prefiere el uso de los números 1,2; 1,3; 1,4
   El sistema de prefijos está apliamente difundido y se usa cuando hay disustitución

orto-, u o- para el isómero 1,2
meta-, o m- para el isómero 1,3
para-, o p- para el isómero 1,4

Si el anillo de benceno se encuentra en una cadena que se va a usar de estructura base el anillo de benceno será un prefijo y se nombrara como fenilo.
Derivados monosustituidos del Benceno

• I. Para aquellos grupos que se nombran solo como prefijos, el prefijo se antepone al nombre de la estructura base

Bencenos polisustituidos

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Derivados de Benceno polisustituidos

Si tres o más sustituyentes están presentes en el anillo se utiliza solo el sistema de números para indicar las sustituciones

BIBLIOGRAFÌA:
LIBRO: LA MAGIA DE LA QUÌMICA 2
AUTOR: HECTOR LIZARDI
PUBLICACIÒN DEL LIBRO:2009

Isomeria de posición

Es el resultado de colocar grupos funcionales en posiciones estructuralmente no equivalentes sobre un mismo esqueleto carbonado.
La presentan aquellos compuestos que teniendo las mismas funciones químicas están enlazadas a átomos de carbono que tienen localizadores diferentes.

Isomería de posición es cuando el grupo funcional cambia de posición en la estructura del compuesto.
Un grupo funcional es el "grupo" que caracteriza al compuesto, por ejemplo, en los alcoholes, el grupo funcional es el hidroxilo (OH), en los ácidos carboxílicos, es el carboxilo (COOH), en los alquenos, es el doble enlace.

Isómero de función es cuando el compuesto cambia de grupo funcional.
Entendiendo por isómero, cuando dos compuestos tienen la misma fórmula molecular (misma cantidad y tipo de átomos) pero organizados de distinta forma, cosa que tengan distintas propiedades químicas y/o físicas.

Bibliografía:
Libro:química 2
Autor: Arturo Mendieta
publicación del libro: Mayo 2009

Radicales Alquilo

Un radical alquilo (antes llamado radical libre alquilo) es una entidad molecular inestable derivada de un alcano que ha perdido un átomo de hidrógeno y ha quedado con un electrón desapareado o impar.

El grupo alquilo (nombre derivado de alcano con la terminación ilo) es un grupo funcional orgánico monovalente, formado por la separación de un átomo de hidrógeno de un hidrocarburo saturado o alcano, para que así pueda enlazarse a otro átomo o grupo de átomos.

 

Bibliografia:

Libro: Quimica

Autor: Gustavo Andrade

Año de publicación: Mayo 1990

 

Alcanos Ciclicos

El primer miembro de esta serie, es un anillo de tres átomos de carbono. Para nombrarlos, se les considera como parientes del alcano lineal de igual número de átomos de carbono, anteponiéndole a ese nombre el prefijo ciclo
Los sustituyentes cíclicos que se derivan de cicloalcanos no sustituidos se nombran al igual que los sustituyentes de alcanos abiertos, reemplazando la terminación ANO por il o ilo.
Se nombran añadiendo el prefijo ciclo- al *nombre del alcano equivalente de cadena abierta
Los radicales derivados de cícloalcanos simples se nombran sustituyendo la terminación -ano por -flo.

Los criterios de elección son:

Los hidrocarburos con varias cadenas unidas a un núcleo cíclico se consideran derivados del compuesto ciclico,
Los compuestos con varios ciclos o con varias cadenas laterales y cielos se consideran derivados del compuesto no cíclico
> Ciclo pequeño y cadena 1derivado de la cadena
> Cielo grande y cadena pequeña: derivado del ciclo
Cuando dos o más cielos están unidos directamente por un enlace, la forma de nombrarlos depende de:
> Si los ciclos son iguales: hay que indicar los localizadores y usar el prefijo bi, ter cuater,...
> Si los ciclos son distintos: se toma como base el mayor de ellos, y los demás se consideran como sustituyentes.

Bibliografía:
Libro: Quinica 3
Autor: Francisco Gonzalez
Editorial: Nueva Imagen.
Año de publicación : 2009

CONFIGURACIÓN ELECTRONICA

CONFIGURACIÓN ELECTRONICA DE LOS 10 PRIMEROS ELEMENTOS DE LA TABLA PERIODICA

Bibliografia:
Libro: Química Básica
Autor: Andrés Espriella
Editorial: espriella Magdaleno
Publicación del libro: 2003

Prefijos para nombrar alcanos, alquenos y alquinos

PREFIJOS PARA NOMBRAR ESTRUCTURAS DE ALCANOS

Otros nombres de la serie de los alcanos son los siguientes:

ALQUINOS Y ALQUENOS

Este varía de acuerdo a su terminación:

Alcanos: ano

Alquenos: enos

Alquinos: inos

Del 1-10 son líquidos

Del 10-17 son sólidos

BIBLIOGRAFÌA:

Libro: Química Ciencias 3

Autor: Vicente Talanquer, Glinda Irazoque

Editorial: Castillo

Publicación del libro: Mayo 2008

                 

COMPUESTOS DEL CARBONO

COMPUESTOS DEL CARBONO

Los compuestos orgánicos tienen como estructura base al carbono.

-los componentes inorgánicos son aquellos que no cuentan con el carbono en su composición y si lo tienen es el caso del diamante y el grafito, al ser quemados.

- compuestos orgánicos: estos si poseen átomos de carbono en su composición.

Está formado por partículas: protones, electrones, neutrones.

Este elemento (c) se combina con átomos de hidrógeno oxígeno, nitrógeno, fosforo y azufre (HONPS), generando una gran variedad de compuestos orgánicos.

BIBLIOGRAFÍA:

Libro: Biología 2

Autor: Ricardo Peredo Jaime

Editorial: Esfinge

Publicación del libro: 2003

Geometría molecular del carbono-carbono

La geometría molecular o estructura molecular se refiere a la disposición tri-dimensional de los átomos que constituyen una molécula. Determina muchas de las propiedades de las moléculas, como son la reactividad, polaridad, fase, color, magnetismo, actividad biológica, etc. Actualmente, el principal modelo de geometría molecular es la Teoría de Repulsión de Pares de Electrones de Valencia (TRePEV), empleada internacionalmente por su gran predictibilidad.

El CO₂es una molécula donde los dos átomos de oxígeno están ligados a un átomo central de carbono.
La estructura de Lewis de esta molécula es:

Para que los pares de electrones del átomo central estén lo más apartados posible, los pares ligantes correspondientes a los dos dobles enlaces, y por lo tanto los dos átomos de oxígeno, están en posiciones opuestas.
Esta molécula tiene, por lo tanto geometría  lineal (ángulo O – C – O = 180°).

BIBLIOGRAFÍA:
Libro: La magia de la Química
Autor: Yazmin Cuevas
Editorial: Esfinge
Año de publicación: Junio 2007

CONCEPTO Y FÓRMULAS DE ALCANOS, ALQUENOS Y ALQUINOS

ALCANOS

Son compuestos de C e H (de ahí el nombre de hidrocarburos) de cadena abierta que están unidos entre sí por enlaces sencillos (C-C y C-H).También reciben el nombre de hidrocarburos saturados.

Su fórmula empírica es C_nH_2n+2, siendo n el nº de carbonos.

ALQUENOS

Los alquenos u olefinas son hidrocarburos insaturados que tienen uno o varios dobles enlaces carbono-carbono en su molécula. Se puede decir que un alqueno no es más que un alcano que ha perdido dos átomos de hidrógeno produciendo como resultado un enlace doble entre dos carbonos. Los alquenos cíclicos reciben el nombre de cicloalquenos.

La fórmula general de un alqueno de cadena abierta con un sólo doble enlace es C_nH<sub>2n

ALQUINOS</sub>

Los alquinos son hidrocarburos alifáticos con al menos un triple enlace entre dos átomos de carbono. Se trata de compuestos metaestables debido a la alta energía del triple enlace carbono-carbono.

Su fórmula general es C_nH_2n-2

  BIBLIOGRAFÍA:
Libro:Química Ciencias 3
Autor: Vicente Talanquer y Glinda Irazoque
Editorial:Castillo
Publicación del libro: Mayo 2008

Petróleo

El petróleo : Es una mezcla homogénea de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos insolubles en agua.

 También es conocido como petróleo crudo o simplemente crudo.

Es de origen fósil, fruto de la transformación de materia orgánica procedente de zooplancton y algas.

Es un recurso natural no renovable y actualmente también es la principal fuente de energía en los países desarrollados.

El petróleo líquido puede presentarse asociado a capas de gas natural, en yacimientos que han estado enterrados durante millones de años, cubiertos por los estratos superiores de la corteza terrestre.

El petróleo está formado principalmente por hidrocarburos, que son compuestos de hidrógeno y carbono, en su mayoría parafinas, naftenos y aromáticos.

Su fórmula general es C_nH_2n+2

La industria petrolera clasifica el petróleo crudo según su lugar de origen y también en base a su densidad o gravedad API (ligero, medio, pesado, extrapesado); los refinadores también lo clasifican como "crudo dulce", que significa que contiene relativamente poco azufre, o "ácido", que contiene mayores cantidades de azufre y, por lo tanto, se necesitarán más operaciones de refinamiento para cumplir las especificaciones actuales de los productos refinados.

El petróleo natural no se usa como se extrae de la naturaleza, sino que se separa en mezclas más simples de hidrocarburos que tienen usos específicos, a este proceso se le conoce como destilación fraccionada.

DERIVADOS DEL PETRÓLEO

Gasolina motor corriente y extra - Para consumo en los vehículos automotores de combustión interna, entre otros usos.

Turbocombustible o turbosina - Gasolina para aviones jet, también conocida como Jet-A.

Gasolina de aviación - Para uso en aviones con motores de combustión interna.

ACPM o Diesel - De uso común en camiones y buses.

Queroseno - Se utiliza en estufas domésticas y en equipos industriales. Es el que comúnmente se llama "petróleo".

Cocinol - Especie de gasolina para consumos domésticos. Su producción es mínima.

Gas propano o GLP - Se utiliza como combustible doméstico e industrial.

Bencina industrial - Se usa como materia prima para la fabricación de disolventes alifáticos o como combustible doméstico

Combustóleo o Fuel Oil - Es un combustible pesado para hornos y calderas industriales.

Disolventes alifáticos - Sirven para la extracción de aceites, pinturas, pegantes y adhesivos; para la producción de thinner, gas para quemadores industriales, elaboración de tintas, formulación y fabricación de productos agrícolas, de caucho, ceras y betunes, y para limpieza en general.

Asfaltos - Se utilizan para la producción de asfalto y como material sellante en la industria de la construcción.

Bases lubricantes - Es la materia prima para la producción de los aceites lubricantes.

Bibliografía:

Libro: Química básica
Autor:Andres Espriella
Editorial: Espriella-Magdaleno
Publicación del libro:2003

Ejercicios resueltos de las páginas 123 - 139

CONCENTRACIÓN DE LAS DISOLUCIONES

1.-PORCENTAJE PESO A PESO (% p/p)

EJEMPLO:

A partir de 250 g de una disolución acuosa de sulfato de cobre (CuSO4) se obtiene por evaporación un residuo de 30 g de sulfato. Calcula:

a)    ¿Cuántos gramos de agua se evaporaron?

b)    ¿Cuál es el porcentaje por peso del soluto?

c)    ¿Cuál es el porcentaje de disolvente?

SOLUCIÓN

a)    Gramos disolución =gramos soluto +gramos disolvente

Gramos disolvente=gramos disolución  -gramos soluto

Gramos de H2O= 250 g- 30 g

Gramos de H2O=220 g

b)    %p/p CuSO4= Masa CuSO4 /masa disolución *100=30 g/250 g * 100=12%

c)    %p/p CuSO4=Masa de H20/masa disolución *100=220 g/250g *100= 88%

EJEMPLO:

¿Cuántos gramos de agua se necesitan para mezclar 60 g de nitrato de sodio(NaNO3) y obtener una disolución al 25% en peso?

DATOS:

Masa H20=?                                                    Masa NaNO3= 60 g

% NaNO3= 25%                                              % H20= 100%- 25%= 75%

SOLUCIÓN:

Masa H20=(75%)(60 g/25%)=180 g

O bien:

Masa disolución = (100%)(60 g/25%)= 240 g

Por lo tanto:

Masa disolución= masa soluto+ masa disolvente

Despejando masa disolvente (H20) tenemos:

Masa H20 = masa disolución-masa soluto= 240 g -60 g= 180 g

2.- PORCENTAJE PESSO A VOLUMEN (% p/V)

Es una manera de expresar los gramos de soluto que existen en 100 mililitros de disolución.

EJEMPLO:

¿Cuál es el % p/v de NaCl en una solución que contiene 10 g de soluto en 120 Ml de solución?

DATOS:

% p/v  NaCl=?                                                      Masa NaCl= 10 g

Volumen solución = 120 Ml

SOLUCIÓN:

 % p/v  NaCl= Masa NaCl/ Volumen solución *100= 10 g/120 mL *100= 8.33%

EJEMPLO:

Calcula la cantidad de gramos de MgCl2 que se requiere para preparar 150 Ml de disolución acuosa de MgCl2 al 12%(p/v)

DATOS:

Masa MgCl2=?                                                      Volumen solución =150 mL =150 g

SOLUCIÓN:

Masa MgCl2= (12%)(150g/100%)= 18 g

3.- Porcentaje volumen a volumen (%v/v)

EJEMPLO

 ¿Cuál es el % v/v de una disolución que contiene 5 mL de HCL en 100 mL de agua?

DATOS:

% v/v HCl =?                                     VHCL= 5mL                              VH20= 100 mL

SOLUCIÓN:

% v/v HCl= VHCL/V disolución X 100

V disolución = VHCL + VH20= 5mL    + 100 ml=105 ml.

% v/v HCl = 5 Ml/ 105Ml X100 = 4.8%

EJEMPLO

¿ Cuántos mililitros de ácido acético se necesitan para preparar 300Ml. De disolución al 20% v/v?

DATOS:

             V Ácido acético=?            V disolución = 300mL    % v/v ácido acético =20%

SOLUCIÓN:

                        V Ácido acético= (%Ácido acético)(V disolución / 100%)= (20%)(300mL/ 100%)= 60 mL

4.- Partes por millón (ppm)

EJEMPLO

Una muestra de agua de 600mL tiene 5mg de F-. ¿Cuantos ppm de ion fluoruro hay en la muestra?

DATOS:

VH20= 600mL= 0.6 L                                                     masaF - = 5mg                        ppm= ?

SOLUCIÓN:

PpmF-=mgF-/L disolución = 5 mg/ 0.6L= 8.33ppm

EJEMPLO

Calcula las ppm de 120mg de Na + contenidos en 1500g de agua.

DATOS:

Ppm Na + = ?masaNa+= 120mg                                    masa H2O= 1500g= 1.5 kg.

SOLUCIÓN:

Ppm Na + = mg Na+/kg disolución= 120mg/1.5kg= 80ppm

SOLUCIÓN MOLAR (M)

EJEMPLO:

¿Cuál la molaridad de una disolución de 2 moles de KOH en 2.5 litros de disolución?

DATOS:

 M=?                                n=2 moles KOH                                                   V=2.5L

SOLUCIÓN:

M= n/V =2 moles KOH / 2.5L = 0.80 moles KOH/L  = 0.80 M

EJEMPLO:

¿Cuál la molaridad  250g de H2 SO4mL en 2500 mL de disolución?

DATOS:

M=?                                n= (250g ) ( 1 mol H2 SO4/98g)=2.6 moles H2SO4                    

SOLUCIÓN:

M= n/ V = 2.6 moles H2 SO4/ 2.5 L = 1.02 moles H2 SO4/ L = 1.02 M

EJEMPLO:

¿Cuántos  gramos de NaOH se  necesitan para  preparar 1500mL de disolución 0.50 M?

DATOS:

 Masa NaOH=?     v= 1500mL = 1.5 L

M= 0.50 mol NaOH/L

SOLUCIÓN:

A partir de M= n/V despeja a n y obtienes: n= MV; ahora sustituye sus valores:

n= (0.5 mol NaOH/L ) (1.5L)=0.75 mol NaOH

Convierte los moles a gramos con la conversión correspondiente:

(0.75 molNaOH) (40g NaOH/ 1 molNaOH )= 30g NaOH

masaNaOH= 30g

SOLUCIÓN MOLAL

EJEMPLO:

Calcula la molalidad de una disolución que tiene 0.5 Moles de NaCL en  0.2kg. de agua

 DATOS:

    M=?                n=0.5 mol / NaCL                 kg. Disolvente = 0.2 Kg. H2O

SOLUCIÓN:

M= n/Kg. Disolvente= 0.5 mol NaCL/ 0.2 Kg. H2O= 2.5 mol NaCL/Kh.H2O=2.5M

EJEMPLO:

Calcula la molalidad de una disolución que contiene 12g de Mg. (OH)2

DATOS:

    M=?n= (12g Mg. (OH)2) (1 mol Mg. (OH)2/ 58g. Mg. (OH)2)= 0.2 mol Mg. (OH)2     

                 kg. Disolvente = (500 mL) (1g. / 1 mL)= 500g.= 0.5 Kg. (OH)2

SOLUCIÓN:

M= n/Kg. Disolvente= 0.2 mol Mg. (OH)2/ 0.5 Kg. H2O= 0.4 mol Mg. (OH) 2/Kg. Disolvente= 0.4 M

EJEMPLO:

Calcula Los gramos de NaOH que se requieren para preparar un a disolución 0.80M en 1200mL. De agua

DATOS:

    Masa NaOH =?                m= 0.80 mol NaOH / Kg. H2O

   KgH2O.= (1200mL) (1g. / 1mL)(1Kg. / 1000g.)= 1.2 Kg.

SOLUCIÓN:

n= (0.80 mol NaOH/ Kg. H2O) (1.2Kg. H2O)= 0.96 mol NaOH

Convierte los moles a gramos:

Masa  NaOH=( 0.96 mol NaOH) ( 40g.  NaOH/ 1mol NaOH)= 38.4g. NaOH

Solución Normal (N)

EJEMPLO:

Los equivalentes gramo de cada sustancia son:

ELEMENTOS:

1.    AL3+;                      Eq-g AL3+= 27G / 3= 9G.                  1Eq-g AL3+=9g

2.    S2-;                        Eq-g S2-=32g/2= 16g                         Eq-g S2-=16g

ÁCIDOS

3.- HCL;                          Eq-g HCl=36.5g/1=36.5g                     1Eq-Ghcl=36.5g

4. H2SO4;                       Eq-g H2SO4=98g/2=49g                     1 Eq-g H2SO4= 49g

BASES

       5. NaOH;                        Eq-g NaOH=40g/1=40g          1 Eq-g NaOH=40g

6. AL(OH)3;                   Eq-g AL(OH)3=78g/3=26g                  1 Eq-g AL(OH)3=26g

SALES

        7. K2SO4;                     Eq-g K2SO4=174g/2=87g

                                               K21+ (SO4) 2- / 2+2-/0       1 Eq-g - K2SO4=87g.

8.AL2 (SO4)3;                Eq-g AL2 (SO4)3=342g./6 = 57g.

                                               AL32+( SO4)23-/ 6+6-/0        Eq-g AL2 (SO4)3=57g.

EJEMPLO

100g. NAOH                   Eq-g

Relacionando estequiometricamente estas unidades:

(100g. NAOH) (Eq-gNAOH/40g.NAOH)=2.5 Eq-Gnaoh

EJEMPLO

1.8Eq-g H2O4                             Gramos

Aplicando el mismo procedimiento analítico:

(1.8Eq-g H2O4) (49g.H2O4/ 1Eq-GH2O4)= 88.2 g H2O4

EJEMPLO

¿Cuál es la normalidad de una disolución de HCL que contiene 0.35 Eq-g en 600mL de dicha disolución?

DATOS:

 N=?                  E= 0.35Eq- g HCL                            V= 600mL=0.60L.

SOLUCIÓN:

N= E/V= 0.35 Eq- g HCL / 0.6 L. = 0.58 Eq- g HCL/ L= 0.58 N

EJEMPLO

Calcula la normalidad que habrá en 1200 mL. De disolución la cual contiene  50g. de H2SO4

DATOS:

N=?                               E= (50g. H2SO4) (Eq-g H2SO4/ 49g.H2SO4)= 1.02 Eq-g H2SO4

V= (1200mL.)= 1.2L

SOLUCIÓN:

N=E/V= 1.02 Eq-g H2SO4 / 1.2L. =0.85 E q-g H2SO4/L=0.85N

EJEMPLO

¿Cuantos gramos de soluto habrá 800mL. De disolución 0.75N de H3BO3?

DATOS:

masa H3BO30=?                                                     V=800mL. =0.8L.                             N=0.75 Eq-g H3BO3/L.

SOLUCIÓN:

A partir de N= E/V= despeja E y tendrás E= N; V

E= (0.75 Eq-g H3BO3/L.) (0.8L.)= 0.60 Eq-g H3BO3

Realizando la conversión:

Eq-g                                  gramos

Obtienes:

Masa de H3BO3= (0.60 Eq-g H3BO3) (20.6g.  H3BO3)/ 1Eq-g H3BO3) =12.36g.

FRACCION MOLAR (X)

EJEMPLO

Una disolución contiene 20g. deNaOH Y 100 100g. de H2O.

Calcula la fracción molar NaOH y H2O

DATOS:

masaNaOH=20g.                                  masaH2O= 100g.

N NaOH= (20g.) (1mol/40g.)=0.5 mol                        NH2O= (100g.) (1mol/18g.)= 5.55mol

N disolución= N NaOH + NH2O                                     n disolución= 0.5 mol + 5.55 mol

N disolución= 0.5 mol

SOLUCIÓN:

X NaOH= n NaOH/ n disolución = 0.5 mol/ 6.5 mol.= 0.086

X NH2O= n  NH2O/ n disolución = 5.55 mol/ 6.5 mol.= 0.917

Observa que:

X NaOH + X NH2O=1                         0.083 +0.917= 1                          1=1

Por lo tanto la suma de las fracciones molares es =1

Bibliografía:
Química 2