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
  4. Química física  4.1. Química Cuántica  4.1.1. Dualidad onda-partícula  4.1.2. Ecuación de Schrödinger  4.1.3. Números Cuánticos y Orbitales  4.1.4. Espectroscopía atómica y molecular  4.2. Mecánica estadística  4.2.1. Distribución de Maxwell–Boltzmann  4.2.2. Funciones de partición  4.2.3. Estadísticas de Bose-Einstein y Fermi-Dirac  4.3. Termodinámica química  4.3.1. Energía Libre de Gibbs  4.3.2. Transición de fase  4.3.3. Eficiencia termodinámica  4.4. Química de superficies  4.4.1. Absorción y Catálisis  4.4.2. Coloides y Emulsiones
  5. Química Analítica  5.1. Métodos clásicos  5.1.1. Análisis Gravimétrico  5.1.2. titrímetro  5.2. Métodos instrumentales  5.2.1. Cromatografía  5.2.2. Espectroscopía  5.2.3. Métodos electroanalíticos  5.2.4. Difracción de rayos X
  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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Aldehídos y cetonas


En el fascinante mundo de la química orgánica, los grupos funcionales son la piedra angular para entender las propiedades y reacciones de las moléculas orgánicas. Entre la miríada de grupos funcionales, los aldehídos y cetonas son particularmente importantes debido a sus diversos roles en procesos biológicos y aplicaciones industriales.

Introducción a los aldehídos y cetonas

Los aldehídos y cetonas son compuestos orgánicos que contienen un grupo carbonilo, que es un átomo de carbono doblemente enlazado a un átomo de oxígeno (C=O). Este grupo carbonilo es altamente polar, lo que conduce a diferentes propiedades químicas y reactividades.

Estructura de aldehído y cetona

Las estructuras de los aldehídos y cetonas giran en torno al grupo carbonilo, pero difieren en cómo el grupo carbonilo está enlazado a los otros átomos de carbono:

Aldehído

En los aldehídos, el grupo carbonilo está enlazado al menos a un átomo de hidrógeno. Esto se puede representar como:

R-CHO

Aquí, R denota un grupo hidrocarburo, que puede ser un grupo alquilo como CH 3 o un grupo arilo como C 6 H 5 (fenilo). El aldehído más simple es el formaldehído (HCHO), donde el grupo carbonilo está unido a dos átomos de hidrógeno.

H O C

Cetonas

En las cetonas, el grupo carbonilo está enlazado a dos otros átomos de carbono. Esto se puede representar como:

R 1 -CO-R 2

Aquí, R 1 y R 2 son grupos hidrocarburos, que pueden ser iguales o diferentes. Una cetona común es la acetona (CH 3 COCH 3), que a menudo se usa como disolvente.

CH 3 CH 3 O C

Nomenclatura de aldehídos y cetonas

Los aldehídos y cetonas se nombran según las reglas específicas establecidas por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC).

Nomenclatura de aldehído

Para los aldehídos, se utiliza el sufijo -al en el nombre del compuesto. El nombre se basa en la cadena de carbono más larga que incluye el carbono carbonílico con el prefijo de carbono más bajo. Por ejemplo:

  • CH 3 CHO: Etanal (conocido comúnmente como acetaldehído)
  • HCHO: Metanal (conocido comúnmente como formaldehído)

Nomenclatura de cetonas

Las cetonas se nombran usando el sufijo -ona. El nombre se basa en la cadena de carbono más larga que contiene el carbono carbonílico, con el localizador indicando la posición del grupo carbonilo. Por ejemplo:

  • CH 3 COCH 3: Propan-2-ona (conocida comúnmente como acetona)
  • C 2 H 5 COCH 3: Butan-2-ona

Propiedades de aldehídos y cetonas

Propiedades físicas

Los aldehídos y cetonas exhiben diferentes propiedades físicas debido a la presencia del grupo carbonilo polar. La naturaleza polar de este grupo resulta en interacciones dipolo-dipolo, que afectan los puntos de ebullición y fusión.

  • Punto de ebullición y punto de fusión: Estos puntos suelen ser más altos que los de los hidrocarburos de similar peso molecular, debido a las interacciones dipolo-dipolo. Sin embargo, estos son más bajos que los de los alcoholes o ácidos carboxílicos de peso similar, ya que estos últimos forman enlaces de hidrógeno.
  • Solubilidad: Los aldehídos y cetonas con cadenas de carbono cortas son solubles en agua debido a los enlaces de hidrógeno con las moléculas de agua. La solubilidad disminuye cuando la cadena de carbono es más larga.

Propiedades químicas

Los aldehídos y cetonas experimentan varias reacciones químicas, que pueden clasificarse principalmente en reacciones de adición nucleófila y reacciones de oxidación-reducción.

Reacciones de adición nucleófila

El carbono carbonílico en aldehídos y cetonas es electrofílico, atrayendo un nucleófilo para formar un intermediario tetraédrico. Las reacciones comunes incluyen:

  • Adición de cianuro de hidrógeno: La reacción con cianuro de hidrógeno produce cianohidrinas.
  • Mezcla de reactivos de Grignard: Reaccionan con reactivos de Grignard para formar alcoholes.

Reacciones de oxidación

Los aldehídos pueden oxidarse fácilmente a ácidos carboxílicos usando agentes oxidantes como el permanganato de potasio (KMnO 4) o el ácido nítrico (HNO 3). En contraste, las cetonas son generalmente resistentes a la oxidación bajo condiciones suaves.

Reacciones de reducción

Tanto los aldehídos como las cetonas pueden reducirse a alcoholes. Los agentes reductores comunes incluyen el hidruro de litio y aluminio (LiAlH 4) y el borohidruro de sodio (NaBH 4).

Aplicaciones de aldehídos y cetonas

Los aldehídos y cetonas desempeñan roles importantes en diversas aplicaciones industriales, farmacéuticas y procesos biológicos.

Aplicaciones industriales

  • Disolventes: Las cetonas como la acetona se utilizan ampliamente como disolventes industriales en pinturas, revestimientos y quitaesmaltes.
  • Resinas y plásticos: Los aldehídos como el formaldehído se usan en la producción de resinas como la urea-formaldehído y el fenol-formaldehído, que son esenciales para la fabricación de plásticos.

Aplicaciones farmacéuticas

  • Química medicinal: Los aldehídos como el benzaldehído se utilizan para sintetizar varios productos farmacéuticos. Sirven como intermediarios o materiales de partida en la síntesis de ingredientes farmacéuticos activos (APIs).

Aplicaciones biológicas

  • Procesos metabólicos: Las cetonas se pasan por alto como intermediarios metabólicos esenciales. Los cuerpos cetónicos, como el ácido acetoacético y el β-hidroxibutirato, se forman en el hígado durante el metabolismo de los ácidos grasos y sirven como fuente de energía durante el ayuno.

Conclusión

Los aldehídos y cetonas, con sus distintivos grupos carbonilo, siguen siendo importantes en el campo de la química orgánica. Sus propiedades únicas y su naturaleza reactiva los hacen invaluables tanto en la industria como en los sistemas biológicos, subrayando su importancia en nuestra vida diaria.


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