Posgrado
  1. Química Física  1.1. Termodinámica  1.1.1. Leyes de la Termodinámica  1.1.2. Entalpía y capacidad calorífica  1.1.3. Entropía y energía libre  1.1.4. Equilibrio de Fase  1.1.5. Termodinámica estadística  1.1.6. Ciclo termodinámico  1.1.7. Fugacidad y actividad  1.2. Química Cuántica  1.2.1. Principios de la mecánica cuántica  1.2.2. Ecuación de Schrödinger  1.2.3. Partícula en una caja  1.2.4. Operadores y valores propios  1.2.5. Orbitales atómicos  1.2.6. Teoría de orbitales moleculares  1.2.7. Teoría de perturbaciones  1.2.8. Teoría del enlace de valencia  1.2.9. Hibridación y enlace químico  1.3. Cinética química  1.3.1. Leyes de velocidad y mecanismos de reacción  1.3.2. Teoría de colisiones  1.3.3. Teoría del estado de transición  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reacciones en cadena y polimerización  1.3.6. Reacciones fotoquímicas  1.4. Mecánica estadística  1.4.1. Función de partición  1.4.2. Funciones de distribución molecular  1.4.3. Distribución de Boltzmann  1.4.4. Estadísticas de Bose–Einstein y Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopía  1.5.1. Espectroscopía Rotacional  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopía Electrónica  1.5.4. Espectroscopia de resonancia magnética nuclear  1.5.5. Espectrometría de Masas  1.5.6. Espectroscopía Raman  1.5.7. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  1.6. Química de superficies y coloides  1.6.1. Isoterma de absorción  1.6.2. Tensión superficial y mojado  1.6.3. Estabilidad Coloidal  1.6.4. Catalisis  1.6.5. Emulsiones y micelas  1.7. Electroquímica  1.7.1. Ecuación de Nernst  1.7.2. Células electroquímicas  1.7.3. Conductividad y movilidad  1.7.4. Guerra  1.7.5. Celdas de combustible  1.7.6. Electrólisis
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones pericíclicas  2.2. Espectroscopia y determinación estructural  2.2.1. Espectroscopía UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopía de RMN  2.2.4. Espectrometría de Masa  2.2.5. Cristalografía de rayos X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidad y actividad óptica  2.3.2. Análisis estructural  2.3.3. Isomería geométrica  2.3.4. Estereoquímica Dinámica  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.4.2. Reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por paladio  2.4.3. Complejos de metales de transición  2.4.4. Enlace metal-carbono  2.5. Química de polímeros  2.5.1. Mecanismo de polimerización  2.5.2. Características de los Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradable  2.5.4. Polímero conductor  2.5.5. Polímeros supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Diseño y desarrollo de fármacos  2.6.2. Farmacocinética y farmacodinámica  2.6.3. Relaciones estructura-actividad  2.6.4. Acoplamiento molecular y selección de fármacos
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Teoría del campo cristalino  3.1.2. Teoría del campo de ligandos  3.1.3. Serie espectroquímica  3.1.4. Quelación y estabilidad  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalysis por complejos organometálicos  3.2.3. Metalocenos  3.3. Química bioinorgánica  3.3.1. Metaloproteínas y enzimas  3.3.2. El rol de los metales en los sistemas biológicos  3.3.3. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  3.4. Química del estado sólido  3.4.1. Estructuras Cristalinas  3.4.2. Teoría de bandas de los sólidos  3.4.3. Superconductors  3.4.4. Defectos en el cristal  3.5. Lantánidos y Actínidos  3.5.1. Configuración electrónica en lantánidos y actínidos  3.5.2. Química de coordinación de los lantánidos  3.5.3. Propiedades Magnéticas de los Lantánidos
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Resolución  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.2.2. Difracción de rayos X  4.2.3. Espectroscopía de plasma acoplado inductivamente  4.3. Métodos electroanalíticos  4.3.1. Potenciometría  4.3.2. Voltametría  4.3.3. Colometría  4.4. Espectrometría de masas  4.4.1. Técnica de Ionización  4.4.2. Patrón de Fragmentación  4.5. Chemometría  4.5.1. Análisis multidisciplinario  4.5.2. Aprendizaje Automático en Química
  5. Química Teórica y Computacional  5.1. Simulación de dinámica molecular  5.1.1. Force fields and energy minimization  5.1.2. Simulación de Monte Carlo en simulaciones de dinámica molecular  5.2. Métodos químicos cuánticos  5.2.1. Teoría de Hartree–Fock  5.2.2. Teoría del funcional de la densidad  5.2.3. Métodos semiempíricos  5.3. Diseño computacional de fármacos  5.3.1. Alineamiento Molecular  5.3.2. Modelado QSAR  5.3.3. Tamizaje Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inhibición  6.2. Metabolismo y Bioenergética  6.2.1. Glicólisis  6.2.2. Ciclo del ácido cítrico  6.2.3. Cadena de transporte de electrones  6.3. Biología Molecular  6.3.1. Replicación y reparación del ADN  6.3.2. La síntesis de proteínas  6.3.3. Regulación Génica  6.4. Bioquímica Estructural  6.4.1. Plegado de proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efecto invernadero  7.1.2. Agotamiento del ozono  7.1.3. Contaminantes del aire y humo  7.2. Química del Agua  7.2.1. pH y dureza del agua  7.2.2. Tratamiento de aguas residuales  7.2.3. Química Acuática  7.3. Química del Suelo  7.3.1. Contaminación por metales pesados  7.3.2. pH del Suelo y Amortiguación  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicología y Seguridad Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Evaluación de Riesgos en Toxicología y Seguridad Química en Química Ambiental  7.4.3. Efectos de los contaminantes en el medio ambiente

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Química orgánica


La química orgánica es una subdisciplina de la química que se ocupa de la estructura, propiedades, composición, reacciones y preparación de compuestos que contienen carbono. Estos compuestos, que contienen carbono e hidrógeno, también pueden contener muchos otros elementos, principalmente oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo y halógenos.

El carbono es único por su capacidad de formar enlaces estables consigo mismo, lo que da lugar a una amplia variedad de estructuras conocidas colectivamente como compuestos orgánicos. Hay millones de compuestos orgánicos conocidos, y sirven como base para toda la vida conocida. Comprender la química orgánica es esencial para campos como la medicina, la bioquímica y la física.

La naturaleza única del carbono

La capacidad del carbono para formar cuatro enlaces covalentes es importante para la diversidad de los compuestos orgánicos. Esta tetravalencia permite al carbono formar largas cadenas, moléculas ramificadas y estructuras de anillos complejas. Consideremos una representación sencilla del metano, la molécula orgánica más simple:

CH₄
C

Cada línea representa un enlace desde el átomo de carbono central hacia un átomo de hidrógeno. La capacidad del carbono para formar tales enlaces estables permite la existencia de macromoléculas complejas, que son esenciales para los rasgos estructurales y funcionales de los organismos.

Grupo funcional

Los grupos funcionales son grupos específicos de átomos dentro de las moléculas responsables de reacciones químicas específicas de esas moléculas. Los mismos grupos funcionales experimentarán reacciones similares sin importar el compuesto en el que se encuentren. Los principales grupos funcionales incluyen:

  • -OH (grupo hidroxilo en alcohol)
  • -COOH (grupo carboxilo en ácido carboxílico)
  • -NH₂ (grupo amino en aminas)
  • -C=O (grupo carbonilo en cetonas y aldehídos)
Oh COOH NH₂ C=O

Isomería en química orgánica

La isomería es un fenómeno en el que dos o más compuestos tienen la misma fórmula química pero diferentes disposiciones de átomos en la molécula. Esto conduce a diferentes propiedades físicas y químicas. Hay dos tipos principales de isomería: isomería estructural y estereoisomería.

Isomería estructural

Los isómeros estructurales tienen la misma fórmula molecular, pero la disposición covalente de sus átomos es diferente. Por ejemplo, el butano C₄H₁₀ tiene dos isómeros estructurales: n-butano e isobutano.

n-butano: CH₃-CH₂-CH₂-CH₃ Isobutano: (CH₃)₃CH

Estereoisomería

La estereoquímica involucra el estudio de la disposición espacial de los átomos en las moléculas. Es importante para determinar las propiedades y reactividad de diversos compuestos orgánicos. Los enantiómeros son un ejemplo común de estereoisómeros donde las moléculas son imágenes especulares entre sí.

R-enantiómero S-enantiómero

Reacciones en química orgánica

Las reacciones orgánicas implican la ruptura y formación de enlaces en compuestos. Las principales reacciones incluyen sustitución, adición, eliminación y reordenamiento.

Reacciones de sustitución

En una reacción de sustitución, un átomo o grupo de átomos es reemplazado por otro. Un ejemplo común es el reemplazo de un átomo de hidrógeno en un alcano por un halógeno, conocido como halogenación.

CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

Reacciones de adición

Las reacciones de adición ocurren cuando dos o más moléculas se combinan para formar una molécula más grande. Los alquenos y alquinos generalmente experimentan reacciones de adición debido a la presencia de enlaces dobles o triples.

C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂

Reacciones de eliminación

Las reacciones de eliminación implican la eliminación de una molécula pequeña de una molécula más grande, a menudo resultando en la formación de un enlace doble.

C₂H₅OH → C₂H₄ + H₂O

Reacciones de reordenamiento

Las reacciones de reordenamiento implican la reorganización de la estructura molecular sin agregar o eliminar átomos.

Aplicaciones de la química orgánica

La química orgánica es importante en una variedad de industrias, incluyendo la farmacéutica y la plástica. También es importante para el desarrollo de tintes, detergentes, combustibles y muchos otros productos. Aquí hay algunos ejemplos de aplicaciones típicas:

  • Farmacéuticos: La química orgánica es importante en el diseño y la síntesis de medicamentos. Comprender las interacciones entre moléculas ayuda a los científicos a desarrollar compuestos que pueden dirigirse a vías biológicas específicas.
  • Polímeros: Los polímeros orgánicos como polietileno, polipropileno y poliestireno tienen aplicaciones diversas que van desde envases hasta textiles.
  • Ciencia de materiales: El desarrollo de materiales basados en carbono como el grafeno se basa en la química orgánica.

Conclusión

La química orgánica es un vasto y fascinante campo de la ciencia, con implicaciones fundamentales para la química, la biología, la medicina y la industria. Comprender los conceptos básicos de las moléculas orgánicas, sus reacciones y aplicaciones forma una base para explorar la compleja química que impulsa a los organismos vivos y a los materiales avanzados.


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