Grado 9

Grado 9El carbono y sus compuestosHidrocarburos


Alqueno


Los alcanos son un grupo fascinante de hidrocarburos que los estudiantes encuentran en química, especialmente cuando estudian compuestos orgánicos. Son hidrocarburos insaturados, lo que significa que contienen al menos un enlace doble carbono-carbono en su estructura química. Este enlace doble distingue a los alcanos de los alquenos, que solo tienen enlaces simples entre átomos de carbono.

Comprendiendo los conceptos básicos de los alquenos

El alqueno más simple es el eteno, con la fórmula química C 2 H 4. Comprender el eteno es importante para entender qué hace que los alquenos sean únicos. La estructura del eteno se ve así:

      HH
       ,
        C = C
       ,
      HH
    

En esta estructura, dos átomos de carbono están conectados por un enlace doble. Este enlace doble se compone de un enlace sigma y un enlace pi. Los átomos de hidrógeno están unidos a los átomos de carbono a través de enlaces simples.

Propiedades de los alquenos

Los alquenos tienen una serie de propiedades especiales debido a la presencia del enlace doble:

  • Insaturación: El enlace doble hace que los alquenos sean insaturados. Esta insaturación los hace más reactivos que los alcanos, especialmente en reacciones de adición.
  • Estado físico: A temperatura ambiente, los alquenos más bajos como el eteno y el propeno son gases, mientras que los alquenos más altos (aquellos con cadenas de carbono más largas) pueden ser líquidos o sólidos.
  • Solubilidad: Los alquenos son generalmente insolubles en agua pero solubles en solventes orgánicos debido a su naturaleza no polar.
  • Punto de ebullición y punto de fusión: A medida que aumenta la longitud de la cadena de carbono en los alquenos, su punto de ebullición y punto de fusión aumentan debido al incremento en las fuerzas de van der Waals.

Nomenclatura de los alquenos

El nombrado de los alquenos sigue ciertas reglas establecidas por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC). Aquí hay una guía simple para nombrar alkenos:

  1. Identificar la cadena de carbono más larga que contiene un enlace doble. Esta cadena determinará el nombre base del alqueno.
  2. Numerar la cadena de carbono desde el extremo más cercano al enlace doble.
  3. Indicar la posición del enlace doble con el número más bajo posible. Por ejemplo, en but-1-eno, '1' indica el enlace doble que comienza en el primer carbono.
  4. Usar prefijos apropiados para los sustituyentes o ramificaciones adicionales en la cadena principal.

Ejemplos de alquenos y sus nombres IUPAC incluyen:

  • Eteno (C 2 H 4)
  • Propeno (C 3 H 6)
  • But-1-eno (C 4 H 8)
  • But-2-eno (C 4 H 8)

Ejemplo de but-2-eno

Considerar la estructura y posición de los enlaces dobles en el but-2-eno:

      hhhh
       ,
        C - C
       ,
      HC = C – CH
          ,
          haha
    

Reacciones químicas de los alquenos

Los alquenos son muy reactivos debido al enlace doble. Aquí hay algunas reacciones comunes:

Reacciones de adición

Los alquenos participan fácilmente en reacciones de adición, donde los átomos se añaden a través de un enlace doble carbono-carbono, convirtiéndolo en un enlace simple.

Hidrogenación

La adición de hidrógeno (H2) convierte el alqueno en un alcano:

      C 2 H 4 + H 2 → C 2 H 6
    

Halogenación

Adición de halógenos como el cloro (Cl2) o el bromo (Br2):

      C 2 H 4 + Cl 2 → C 2 H 4 Cl 2
    

Hidratación

Alcohol se forma añadiendo agua (H 2 O) en presencia de un catalizador ácido:

      C 2 H 4 + H 2 O → C 2 H 5 OH
    

Polimerización

Los alquenos pueden sufrir polimerización, un proceso que une moléculas más pequeñas para formar largas cadenas llamadas polímeros. La polimerización del eteno produce polietileno, un material plástico común.

Polimerización del eteno:

      N C 2 H 4 → -(-CH 2 -CH 2 -)- N
    

Isomería geométrica en los alquenos

Otra característica interesante de los alquenos es la isomería geométrica, que surge debido a la rotación restringida alrededor del enlace doble carbono-carbono. Esto lleva a diferentes disposiciones espaciales de los grupos, llamados isómeros "cis" y "trans".

Isomería cis-trans

Tome el ejemplo del but-2-eno:

Isómeros cis: grupos idénticos están en el mismo lado.

      HH
       ,
        C = C
       ,
      CH 3 CH 3
    

Isómeros trans: grupos idénticos están en direcciones opuestas.

      H CH 3
       ,
        C = C
       ,
      CH 3 H
    

Importancia y usos de los alquenos

Los alquenos son importantes en una variedad de aplicaciones industriales:

  • El eteno se usa en la producción de etanol, polietileno y óxido de etileno.
  • El propeno es una materia prima clave en la producción de polipropileno.
  • Los alquenos también se utilizan en la producción de detergentes y plásticos.

Conclusión

Los alcano son una clase importante de compuestos orgánicos, caracterizados por sus enlaces dobles carbono-carbono. Al entender los alcano, incluyendo su estructura, reacciones y aplicaciones, se obtiene una visión más amplia del campo de la química orgánica. Al aprender sobre los alcano, los estudiantes pueden comenzar a apreciar la riqueza y complejidad de los compuestos químicos y sus aplicaciones en la vida cotidiana.


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