QUÍMICA Semana N° 15

Hidrocarburos Aromáticos y Compuestos Oxigenados

Hidrocarburos Aromáticos y Compuestos Orgánicos Oxigenados

El tema de la semana número 15, que se centra en los hidrocarburos aromáticos y los compuestos orgánicos oxigenados. Se analiza en detalle el compuesto aromático más común, el benceno, cuya estructura se representa con seis átomos de carbono formando un anillo cerrado. El benceno presenta dos estructuras resonantes, lo que resulta en un híbrido de resonancia. El compuesto aromático benceno es apolar y no soluble en solventes polares, como el agua. Además, se discuten las propiedades químicas del benceno y otros compuestos aromáticos, destacando que su principal tipo de reacción es la sustitución.

Se examina la estructura del benceno en más detalle, resaltando la hibridación sp2 de los seis átomos de carbono y la planaridad de la molécula. Se menciona que el benceno es una molécula polar, y se observa que los enlaces dobles y simples tienen diferentes longitudes. Sin embargo, en el benceno, se promedian las longitudes de ambos tipos de enlaces, lo que resulta en una estructura con seis lados iguales.

Se continúa explicando las reacciones de sustitución en los compuestos aromáticos y cómo los dobles enlaces están protegidos por la resonancia, lo que dificulta las reacciones de adición. Se presentan ejemplos de benceno monosustituido, donde se sustituyen átomos o grupos inorgánicos, como cloro, bromo y nitro. También se mencionan ejemplos de benceno disustituido, donde se discute la prioridad de los sustituyentes y se nombra a cada compuesto según su estructura.

En resumen, la clase de química abarca los hidrocarburos aromáticos y los compuestos orgánicos oxigenados, centrándose en el benceno y sus propiedades. También se explica la resonancia, la polaridad, las reacciones de sustitución y se proporcionan ejemplos de compuestos aromáticos sustituidos.

Anillos fusionados, clasificación de compuestos aromáticos y reacciones de sustitución

En esta lección de Química, exploraremos los conceptos de anillos fusionados, clasificación de compuestos aromáticos y reacciones de sustitución. Comenzaremos hablando sobre los anillos fusionados, que son estructuras formadas por la unión de dos o más anillos aromáticos. Un ejemplo de anillo fusionado es el naftaleno, que consta de dos anillos fusionados. En el caso del naftaleno, las ubicaciones de los átomos de carbono están establecidas y se les conoce con otra simbología, como posición alfa y posición beta. Los compuestos aromáticos pueden ser homo o heterocíclicos. En el caso del benceno, todos los átomos de carbono forman una cadena cerrada, lo que lo clasifica como un compuesto homo cíclico. Por otro lado, los compuestos heterocíclicos contienen un átomo diferente en la cadena cerrada, como el nitrógeno en el caso de la piridina.

Hablaremos sobre la estructura del benceno y su naturaleza aromática. Los compuestos aromáticos se caracterizan por tener enlaces pi conjugados y electrones pi deslocalizados. Analizaremos varias estructuras y determinaremos cuáles son consideradas aromáticas. Las estructuras que cumplen con la regla de los 4n+2 electrones pi se consideran aromáticas. Por ejemplo, una estructura resonante del benceno y una estructura con tres anillos fusionados se consideran aromáticas.

Continuaremos explorando las reacciones características de los compuestos aromáticos. Mencionaremos que los dobles enlaces en los compuestos aromáticos están protegidos por la resonancia, lo que evita que sufran reacciones de adición. En cambio, la reacción de sustitución es favorecida. Ejemplificaremos esto con la reacción de sustitución del benceno con cloro, donde un átomo de cloro sustituye a un átomo de hidrógeno en la estructura.

Posteriormente, nos adentraremos en los compuestos orgánicos oxigenados, que contienen átomos de oxígeno en su estructura. En particular, nos enfocaremos en los aldehídos y los alcoholes. Los aldehídos se caracterizan por tener un grupo funcional formado por un carbono, un hidrógeno y un oxígeno unidos a un resto alquímico. Sus nombres terminan en “-al”. Analizaremos estructuralmente el grupo funcional del aldehído y discutiremos la hibridación del carbono.

Luego, pasaremos a los alcoholes, que presentan un grupo funcional formado por un oxígeno unido a un hidrógeno y enlazado a un resto alquímico. Sus nombres terminan en “-ol”. Distinguimos entre alcoholes primarios y secundarios, según el carbono al que está unido el grupo funcional. Un alcohol primario se une a un carbono primario, mientras que un alcohol secundario se une a un carbono secundario. Discutiremos la hibridación del carbono en estos casos.

En resumen, en esta lección aprendimos sobre los anillos fusionados, la clasificación de compuestos aromáticos y las reacciones de sustitución. Exploramos los conceptos de aldehídos y alcoholes, incluyendo sus estructuras y clasificaciones. Continuaremos ampliando nuestro conocimiento en futuras lecciones de Química.

Reacciones químicas de los alcoholes: oxidación y reducción

Abordaremos las reacciones químicas de los alcoholes y su relación con los procesos de oxidación y reducción. Cuando un alcohol primario se oxida, se convierte en un aldehído, mientras que si un aldehído se oxida, se transforma en un ácido carboxílico. Estos procesos son reversibles, lo que significa que un ácido carboxílico puede reducirse a un aldehído y un aldehído puede reducirse a un alcohol primario.

Además, exploraremos las raíces utilizadas en la nomenclatura de los alcoholes, que varían según el número de carbonos presentes en la estructura. Por ejemplo, si hay un solo carbono, se utiliza la raíz “met”, mientras que si hay dos carbonos, se utiliza “et”. Continuando con esta lógica, encontramos las raíces “prop” para tres carbonos, “but” para cuatro carbonos y “pent” para cinco carbonos.

También discutiremos la formación de los éteres al reemplazar un átomo de hidrógeno por un átomo de oxígeno en una estructura de carbono. Se presentarán ejemplos de nomenclatura para comprender mejor estos conceptos. Por ejemplo, si tenemos una cadena principal de seis carbonos y un éter unido en el carbono número 2, su nombre sería “2-metoxi”.

Otro aspecto importante que exploraremos es la presencia del grupo funcional del alcohol en las estructuras. Mediante ejemplos, aprenderemos a numerar la cadena principal y determinar la posición de dicho grupo funcional. Además, se presentarán ejemplos de estructuras con ramificaciones, como el grupo metil, y cómo afectan la numeración y la nomenclatura.

En resumen, se proporciona una visión general de las reacciones químicas de los alcoholes, centrándose en los procesos de oxidación y reducción. También se explora la nomenclatura y numeración de las estructuras que contienen alcoholes y se presentan ejemplos ilustrativos.

Se presentan varias estructuras orgánicas con diferentes grupos funcionales. Se explica cómo nombrar cada compuesto y se identifican los carbonos de la cadena principal. Se mencionan los nombres de los grupos funcionales y su jerarquía en la nomenclatura. También se destacan los dobles enlaces y los sustituyentes inorgánicos. Se proporciona una guía paso a paso para nombrar los compuestos orgánicos, teniendo en cuenta el orden alfabético de los sustituyentes. Se enfatiza la importancia de identificar la cadena principal y asignar los localizadores correctos a los grupos funcionales. Además, se menciona la ubicación de los átomos de halógeno y la presencia de aldehídos. Se muestra cómo nombrar los compuestos considerando todas estas características y se ilustra con ejemplos específicos.

Ejercicios de Química Semana 15

En esta sesión, abordaremos una serie de ejercicios relacionados con el tema de la Química. Comenzaremos con el problema número uno, que se centra en el benceno. El benceno es un hidrocarburo aromático cuyas propiedades son fundamentales para comprender los compuestos aromáticos en general. Además, sus derivados tienen aplicaciones importantes en diversas áreas como medicina, alimentos, polímeros e insecticidas, entre otros.

El enunciado del problema plantea una afirmación incorrecta sobre el benceno, y debemos identificarla. La opción incorrecta es la alternativa A, que afirma que el benceno es un hidrocarburo no aromático. En realidad, el benceno es un hidrocarburo aromático y cíclico, cuya fórmula global es C6H6. Los seis átomos de carbono forman una cadena cíclica, lo que lo hace un hidrocarburo aromático. Por lo tanto, la primera opción es incorrecta.

La segunda afirmación del problema establece que el benceno es una molécula plana y simétrica con dobles enlaces alternados. Esto es correcto, ya que el benceno presenta dos estructuras resonantes que se pueden representar como una molécula plana y simétrica con los dobles enlaces alternados. Estas estructuras resonantes y su híbrido de resonancia son fundamentales para comprender la naturaleza del benceno. Por lo tanto, esta afirmación es verdadera.

En cuanto a la formación de los derivados del benceno, se menciona que ocurren a través de reacciones de sustitución. Esta afirmación es correcta, ya que los compuestos aromáticos como el benceno experimentan reacciones de sustitución en las que un átomo o grupo funcional es reemplazado por otro. Por lo tanto, esta afirmación es verdadera.

Otra característica mencionada en el problema es que el benceno es una molécula polar soluble en solventes polares como el tetracloruro de carbono. Sin embargo, esta afirmación es incorrecta. Debido a su geometría plana y simétrica, el vector resultante del momento dipolar del benceno es cero, lo que significa que es una molécula no polar. Por lo tanto, esta afirmación es falsa.

Continuando con el problema número 3, se menciona que los bencenos sustituidos pueden pertenecer a importantes familias aromáticas, como los derivados del fenol y del tolueno. Además, en algunos casos, el benceno puede considerarse un sustituyente y se nombra como fenil. Debemos evaluar la veracidad de las siguientes afirmaciones.

La primera afirmación es que el compuesto 1 es un alcohol secundario con dos sustituyentes inorgánicos. Esto es correcto, ya que se trata de un alcohol secundario con dos sustituyentes inorgánicos, uno de bromo y otro de cloro.

La segunda afirmación plantea que el compuesto 2 es un alcohol cíclico secundario insaturado. Esta afirmación también es correcta, ya que se trata de un alcohol cíclico secundario y presenta un doble enlace, lo que indica que es insaturado.

Por lo tanto, ambas afirmaciones son verdaderas, y la respuesta correcta es verdadero.

En el problema número 5, se menciona que los alcoholes son compuestos orgánicos que contienen el grupo funcional hidroxilo (-OH) unido a átomos de carbono mediante enlaces simples. Luego, se plantean tres afirmaciones sobre los alcoholes, y debemos determinar si son verdaderas o falsas.

La primera afirmación establece que los alcoholes se clasifican en primarios, secundarios y terciarios según el carbono al cual está unido el grupo hidroxilo. Esto es correcto, ya que la clasificación de los alcoholes se basa en el tipo de carbono al que está unido el grupo hidroxilo. Los alcoholes primarios están unidos a un carbono primario, los secundarios a un carbono secundario y los terciarios a un carbono terciario. Por lo tanto, esta afirmación es verdadera.

La segunda afirmación plantea que los alcoholes se clasifican en monoles y polioles según el número de hidroxilos unidos a la cadena principal. Esto también es correcto, ya que los monoles son alcoholes con un solo grupo hidroxilo, mientras que los polioles tienen más de un grupo hidroxilo unido a la cadena principal. Por lo tanto, esta afirmación es verdadera.

La tercera afirmación menciona que el etanol puede oxidarse hasta ácido carbólico debido a que es un alcohol secundario. Sin embargo, esta afirmación es falsa. El etanol es un alcohol primario, no secundario, ya que está unido a un carbono primario. Los alcoholes secundarios pueden oxidarse a cetonas, no a ácido carbólico. Por lo tanto, esta afirmación es falsa.

En el problema número 6, se nos presenta la estructura de dos alcoholes y se nos pide identificar la afirmación incorrecta.

La afirmación incorrecta es la opción C, que afirma que ambos compuestos son monoles que, al oxidarse, forman aldehídos. En realidad, el compuesto 1 es un alcohol secundario que, al oxidarse, forma una cetona, no un aldehído. El compuesto 2 es un alcohol cíclico secundario insaturado. Por lo tanto, la afirmación es incorrecta y la respuesta correcta es la opción C.

En resumen, en esta sesión de ejercicios de Química, abordamos varios problemas relacionados con el benceno, alcoholes y su clasificación. Aprendimos sobre las propiedades del benceno, la clasificación de los alcoholes según el carbono al que están unidos, la nomenclatura de compuestos orgánicos y la oxidación de alcoholes. Recuerda practicar estos conceptos y resolver más ejercicios para fortalecer tus habilidades en Química.

EJERCICIOS DE QUÍMICA Semana N° 15 (Completo) Ciclo 2017 II

Hidrocarburos aromáticos, alcoholes y éteres

El objetivo fue reforzar los conceptos teóricos vistos hasta ahora. El problema número uno planteó la definición de hidrocarburo aromático, que originalmente se restringía al benceno y sus derivados, pero en la actualidad incluye una amplia variedad de compuestos orgánicos, tanto cíclicos como no cíclicos. Se debía determinar la veracidad o falsedad de varias afirmaciones sobre compuestos aromáticos. Según los criterios establecidos, para considerar que un anillo es aromático, debe ser una estructura cerrada, plana y cumplir con la regla de los 4n+2 electrones. En el caso de los compuestos mencionados, el anillo aromático es plano, por lo tanto, esta afirmación es verdadera. Además, cada uno de ellos presenta dos estructuras resonantes.

El problema dos abordó la nomenclatura de compuestos derivados del benceno. Dependiendo del grupo alquilo al que se una, el anillo escénico puede considerarse como cadena principal o como sustituyente. Se presentaron dos compuestos y se solicitó determinar sus nombres correctos. Siguiendo las reglas de nomenclatura, se identificaron los localizadores apropiados y se obtuvieron los nombres respectivos.

En el problema tres se mencionó el naftaleno, conocido comercialmente como naftalina, que es un sólido blanco volátil. Se produce naturalmente cuando se queman combustibles y se utiliza como repelente de polillas. Se presentó un derivado del naftaleno y se debía determinar su nombre correcto. Debido a que el naftaleno tiene posiciones predeterminadas, se asignaron los localizadores correspondientes y se obtuvo el nombre adecuado.

En el problema cuatro se hizo referencia a los alcoholes y su amplio rango de aplicaciones en la industria y los laboratorios. Se mencionaron ejemplos como el etanol y el propanol, utilizados como solventes en fármacos, perfumes y esencias. Se presentaron afirmaciones sobre los alcoholes y se solicitó identificar la alternativa incorrecta. Se hizo énfasis en el grupo funcional del hidroxilo, que caracteriza a los alcoholes.

El problema cinco se centró en la clasificación de los alcoholes en primarios, secundarios y terciarios, y en su capacidad de oxidarse a aldehídos y cetonas. Se presentaron diferentes alcoholes y se debía determinar la secuencia correcta de verdadero o falso en relación con su clasificación y oxidación.

En el problema seis se abordó la nomenclatura de los alcoholes y se hizo hincapié en que la cadena principal debe contener los grupos funcionales y tener la menor numeración posible. Se presentaron dos compuestos y se solicitó determinar sus nombres correctos aplicando estas reglas.

En el problema siete se introdujeron los fenoles, compuestos que presentan el grupo hidroxilo unido a un anillo bencénico. Se mencionaron sus propiedades químicas diferentes a las de los alcoholes, y se presentaron afirmaciones sobre los fenoles para determinar su veracidad o falsedad.

El problema ocho destacó las propiedades antioxidantes de los fenoles en las plantas, protegiéndolas de ataques oxidantes. Se presentaron compuestos y se debía determinar su nombre correcto. Se aplicaron las reglas de nomenclatura para identificar adecuadamente cada compuesto.

El problema nueve se enfocó en los éteres, compuestos formados por la unión de dos restos hidrocarburos o aromáticos a través de un puente de oxígeno. Se presentaron afirmaciones sobre los éteres y se debía determinar su veracidad o falsedad.

Finalmente, en el problema diez se mencionaron las recomendaciones de la IUPAC para la nomenclatura de ésteres. Se presentaron dos éteres y se solicitó identificar su nombre común y su nombre sistemático respectivamente, siguiendo las pautas establecidas.