Pregrado
  1. Química general  1.1. Introducción a la Química  1.2. Estructura atómica  1.2.1. Partículas subatómicas  1.2.2. Modelo Atómico  1.2.3. Números cuánticos  1.2.4. Configuración Electrónica  1.2.5. Tendencias periódicas  1.2.6. Isotopes and their applications  1.3. Enlace químico  1.3.1. Enlace iónico  1.3.2. Enlaces covalentes  1.3.3. Enlace Metálico  1.3.4. Hibridación  1.3.5. Geometría molecular y teoría VSEPR  1.3.6. Polaridad del enlace y momento dipolar  1.4. Estequiometría  1.4.1. Concepto de mol  1.4.2. Fórmula empírica y molecular  1.4.3. Reactante limitante y reactante en exceso  1.4.4. Porcentaje de Rendimiento y Pureza  1.4.5. Cálculo de dilución  1.5. Estados de la materia  1.5.1. Leyes de los Gases  1.5.2. Materia y Fuerzas Intermoleculares  1.5.3. Estructuras Sólidas y Cristalinas  1.5.4. Diagrama de fases  1.5.5. Plasma y fluido supercrítico  1.6. Reacciones químicas  1.6.1. Tipos de Reacciones Químicas  1.6.2. Balanceo de ecuaciones químicas  1.6.3. Reacciones termoquímicas  1.6.4. Perfiles de energía de reacción  1.7. Soluciones y mezclas  1.7.1. Unidades de concentración  1.7.2. Propiedades del síndrome  1.7.3. Solubilidad y Reglas de Solubilidad  1.7.4. La ley de Henry y la ley de Raoult  1.7.5. Coeficiente de partición  1.8. Equilibrio químico  1.8.1. La ley de acción de masas  1.8.2. El principio de Le Chatelier  1.8.3. Cociente de reacción  1.8.4. Para usar esta calculadora en línea para la constante de equilibrio, ingrese la constante de equilibrio (Eq.) y presione el botón de calcular. Aquí es cómo se puede explicar el cálculo de la constante de equilibrio con los valores de entrada dados -> 0.05 = 0.05/0.  1.8.5. Equilibrio ácido-base  1.9. Ácidos y bases  1.9.1. Definiciones de Arrhenius, Brønsted–Lowry y Lewis  1.9.2. pH y pOH  1.9.3. Titulación ácido-base  1.9.4. Solución Buffer  1.9.5. Indicador ácido-base  1.9.6. Polyprotic Acids and Bases  1.10. Electroquímica  1.10.1. reacciones redox  1.10.2. Celdas Galvánicas y Electrolíticas  1.10.3. Ecuación de Nernst  1.10.4. Electrólisis  1.10.5. Leyes de Faraday de la electrólisis  1.11. Termodinámica  1.11.1. Leyes de la Termodinámica  1.11.2. Entalpía, entropía y energía libre de Gibbs  1.11.3. Espontaneidad de las reacciones  1.11.4. Ciclos termodinámicos (Ley de Hess, ciclo de Carnot)  1.12. Cinética  1.12.1. La ley de velocidad y el orden de reacción  1.12.2. Energía de Activación y Catalizador  1.12.3. Teoría de colisiones  1.12.4. Mecanismo de reacción  1.12.5. Teoría del estado de transición
  2. Química orgánica  2.1. Estructura y relaciones  2.1.1. Hibridación en Compuestos de Carbono  2.1.2. Resonancia y aromatización  2.1.3. Orbitales moleculares  2.1.4. Efectos inductivo y mesomérico  2.2. Hidrocarburos  2.2.1. Hidrocarburos  2.2.2. Alqueno  2.2.3. Alquinos  2.2.4. Compuestos aromáticos  2.2.5. Cicloalcanos y Conformación  2.3. Grupo Funcional  2.3.1. Alcoholes y fenoles  2.3.2. Éteres y epóxidos  2.3.3. Aldehídos y cetonas  2.3.4. Ácidos carboxílicos y derivados  2.3.5. Aminas  2.3.6. Ésteres y amidas  2.3.7. Tioles y sulfuros  2.4. Estereoscópico  2.4.1. Isomería en Estereoquímica  2.4.2. Quiralidad y actividad óptica  2.4.3. Análisis estructural  2.4.4. Diastereómeros y Enantiómeros  2.5.1. Reacciones de sustitución  2.5.2. Reacciones de eliminación  2.5.3. Reacciones de adición  2.5.4. Reacciones radicales  2.5.5. Reacciones de reordenamiento  2.5.6. Reacciones Pericíclicas  2.6. Espectroscopía y análisis estructural  2.6.1. Espectroscopía Infrarroja  2.6.2. Espectroscopía por resonancia magnética nuclear  2.6.3. Espectrometría de masas  2.6.4. Espectroscopia UV-visible  2.6.5. Cristalografía de rayos X  2.7. Química de polímeros  2.7.1. Polímeros de Adición y Condensación  2.7.2. Mecanismo de polimerización  2.7.3. Polímero biodegradable  2.7.4. Polímeros conductores e inteligentes
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Ligandos y compuestos de coordinación  3.1.2. Teoría del campo cristalino  3.1.3. Teoría de Orbitales Moleculares en Compuestos de Coordinación  3.1.4. Distorsión de Jahn–Taylor  3.2. Química del grupo principal  3.2.1. Metales alcalinos y alcalinotérreos  3.2.2. Halógenos y Gases Nobles  3.2.3. Los metales de transición y sus complejos  3.2.4. Lantánidos y Actínidos  3.3. Solid state chemistry  3.3.1. Redes cristalinas y celdas unitarias  3.3.2. Defectos en sólidos  3.3.3. Propiedades eléctricas y magnéticas  3.3.4. Superconductividad  3.4. Química bioinorgánica  3.4.1. Iones metálicos en biología  3.4.2. Reacciones enzimáticas con metales  3.4.3. Intoxicación por metales y desintoxicación  3.4.4. Metaloproteínas y Metaloenzimas
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  6. Química Industrial  6.1. Petroquímica  6.2. Principios de ingeniería química  6.3. Química Verde  6.4. Farmacéuticos y Síntesis de Medicamentos
  7. Bioquímica  7.1. Carbohidratos  7.2. Proteínas y enzimas  7.3. Lípidos y membranas  7.4. Ácidos nucleicos  7.5. Metabolismo y Bioenergética  7.6. Cinética enzimática y mecanismo

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Hidrocarburos


Los hidrocarburos son la columna vertebral de la química orgánica y uno de sus componentes más importantes. Son compuestos orgánicos que consisten exclusivamente en átomos de hidrógeno y carbono. Entender los hidrocarburos es importante para comprender la estructura y función de varias moléculas orgánicas.

Tipos de hidrocarburos

Los hidrocarburos se pueden clasificar en varias categorías. Los dos grupos principales son los hidrocarburos alifáticos y los hidrocarburos aromáticos.

Hidrocarburos alifáticos

Estos hidrocarburos consisten en cadenas lineales, cadenas ramificadas o anillos no aromáticos. Estos se dividen en:

  • Alcanos: Son hidrocarburos saturados. Contienen solo enlaces simples entre átomos de carbono. Un ejemplo simple es metano (CH4).
  • Alquenos: Son hidrocarburos insaturados que contienen al menos un doble enlace. Un ejemplo es eteno (C2H4).
  • Alquinos: Son hidrocarburos insaturados que contienen al menos un triple enlace. Un ejemplo es etino (C2H2).
  • Cicloalcanos: Son hidrocarburos saturados que forman estructuras en anillo. Un ejemplo de esto es ciclohexano (C6H12).

Hidrocarburos aromáticos

Los hidrocarburos aromáticos o arenos contienen sistemas de anillos conjugados con electrones deslocalizados según la regla de Hückel. Un ejemplo clásico de esto es benceno (C6H6).

Alquenos: Estructura y nomenclatura

Los alcanos son el tipo más simple de hidrocarburos. Se les llama hidrocarburos saturados porque contienen solo enlaces covalentes simples. Echemos un vistazo a su nomenclatura y representación estructural.

Nomenclatura de los alcanos

La nomenclatura de los alquenos sigue una secuencia estándar:

  1. Identificar la cadena de carbonos más larga como el hidrocarburo padre.
  2. Numerar la cadena comenzando desde el extremo más cercano a cualquier sustituyente.
  3. Dar el nombre y número de los sustituyentes.
  4. Reunir los nombres y enumerar las palabras de reemplazo alfabéticamente.

Por ejemplo, considere el siguiente compuesto:

CH3-CH2-CH(CH3)-CH3

- Cadena más larga: Propano (3 carbonos)
- Sustituyente: grupo metilo en el segundo carbono
- Nombre: 2-Metilpropano

Alquenos: Estructura y representación

Los alquenos son hidrocarburos insaturados que contienen al menos un doble enlace. Este doble enlace da lugar a la posibilidad de isomería cis-trans.

Doble enlace e isomería

El doble enlace es importante para las propiedades químicas del alqueno. Se representa como:

C=C /  HH

Isómeros como cis y trans están relacionados con la disposición espacial alrededor del doble enlace:

  • Isómero cis: Dos grupos idénticos están en el mismo lado del doble enlace.
  • Isómeros trans: grupos idénticos están en direcciones opuestas.

Nomenclatura de los alquenos

La nomenclatura de los alquenos sigue el mismo patrón que la nomenclatura de los alquenos:

  1. Determinar la cadena más larga que contiene un doble enlace.
  2. Numerar la cadena de tal manera que el número de dobles enlaces sea mínimo.
  3. Indicar la posición del doble enlace en el nombre.

Por ejemplo, para CH3-CH=CH-CH3, el nombre de la estructura es but-2-eno.

Alquinos: Estructura y características

Los alquinos son hidrocarburos insaturados que contienen al menos un triple enlace. Este triple enlace les da geometría lineal.

Representación del triple enlace

El triple enlace se dibuja normalmente de la siguiente manera:

C≡C

Nomenclatura de los alquinos

  1. Identificar la cadena más larga que contiene un triple enlace.
  2. Numerar la cadena de tal manera que el triple enlace tenga el menor número posible.
  3. La posición del triple enlace debe mencionarse en el nombre.

Por ejemplo, HC≡CH es etino, y CH3-C≡CH es propino.

Cicloalcanos: Estructuras de anillo

Los cicloalcanos son hidrocarburos saturados organizados en un anillo. Tienen dos átomos de hidrógeno menos que sus homólogos de cadena abierta. Hay una ligera desviación en su nomenclatura:

Nomenclatura de los cicloalcanos

  • Anteponer el nombre del alcano con "ciclo" seguido del nombre que indica el número de carbonos en el anillo.

Ejemplos incluyen:

  • Ciclopropano: Un anillo de tres carbonos.
  • Ciclopentano: Un anillo de cuatro carbonos.
  • Ciclohexano: Un anillo de seis carbonos.

Hidrocarburos aromáticos: Benceno y más allá

Los hidrocarburos aromáticos como el benceno tienen una estabilidad especial debido a la deslocalización de los electrones. Obedecen la regla de Hückel para la aromaticidad.

Estructura y estabilidad del benceno

El benceno (C6H6) a menudo se representa con enlaces simples y dobles, pero una representación precisa incluye un círculo dentro de un hexágono que indica dislocaciones.

Aromaticidad y regla de Hückel

La regla de Hückel establece que para que una molécula sea aromática, debe tener (4n + 2) electrones π (donde n es un entero) en un sistema conjugado cíclico.

Otros hidrocarburos aromáticos incluyen:

  • Naftaleno: Compuesto de dos anillos de benceno fusionados.
  • Antraceno: Consiste en tres anillos de benceno fusionados linealmente.

Propiedades físicas de los hidrocarburos

Las propiedades físicas de los hidrocarburos se ven afectadas por su estructura molecular. Estas incluyen punto de ebullición, punto de fusión, solubilidad y densidad.

Punto de ebullición y fusión

Los puntos de ebullición y fusión generalmente aumentan con el peso molecular. Los alcanos más ramificados tienen puntos de ebullición más bajos que sus isómeros de cadena lineal.

Solubilidad

Los hidrocarburos son apolares y por lo tanto insolubles en agua. Son solubles en disolventes orgánicos como el benceno y el éter.

Densidad

Los hidrocarburos son menos densos que el agua. Por lo tanto, el aceite (una mezcla de hidrocarburos) flota en el agua.

Reacciones de los hidrocarburos

Los hidrocarburos sufren una variedad de reacciones. Estas reacciones son la base de muchos procesos de síntesis orgánica.

Combustión

Los alcanos, alquenos y alquinos reaccionan con el oxígeno en reacciones de combustión. Por ejemplo, la combustión completa del metano:

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

Reacciones de adición

Las reacciones de adición son típicas de los hidrocarburos insaturados. Los alquenos y alquinos pueden agregar hidrógeno, halógenos y otros grupos. Por ejemplo, la reacción de eteno con bromo:

C2H4 + Br2 → C2H4Br2

Reacciones de sustitución

Los alcanos se someten a reacciones de sustitución, particularmente halogenación. En estas reacciones, un átomo de hidrógeno es reemplazado por un átomo de halógeno.

Sustitución aromática

Los hidrocarburos aromáticos sufren reacciones de sustitución aromática electrófila. Ejemplos típicos incluyen la nitración y sulfonación del benceno:

C6H6 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O

Conclusión

Los hidrocarburos son moléculas orgánicas fundamentales que forman la base de la química orgánica. Comprender su estructura, tipos y propiedades es importante para entender conceptos químicos más complejos. Desde alcanos simples hasta estructuras aromáticas complejas, los hidrocarburos representan tanto diversidad como simplicidad intransigente en el núcleo de la materia orgánica.

La exploración de hidrocarburos nos proporciona herramientas para sintetizar nuevas sustancias y comprender procesos naturales, haciendo de la química un tema en constante evolución.


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