Conceptos Clave en Química: Orgánica, Inorgánica y Cinética de Reacciones

Conceptos Fundamentales de Química Orgánica e Inorgánica

Propiedades Generales de los Compuestos Orgánicos

Los compuestos de carbono, también conocidos como compuestos orgánicos, presentan las siguientes propiedades:

• Se disuelven en disolventes orgánicos.
• Se descomponen a temperaturas bajas.
• Tienen menor densidad que el agua.
• A temperatura ambiente, son gases o líquidos con bajo punto de ebullición; los sólidos tienen bajo punto de fusión.
• La mayoría experimentan reacciones de combustión.
• Sus fórmulas pueden ser: moleculares, estructurales, desarrolladas y semidesarrolladas.
• Las reacciones químicas de estos compuestos son generalmente lentas.

Isomería

Los isómeros son compuestos que tienen la misma fórmula molecular, pero diferentes fórmulas desarrolladas y estructurales.

Ejemplo: C₅H₁₂ puede representar al pentano, metilbutano o dimetilpropano.

Hidrocarburos

Los hidrocarburos son compuestos de carbono que solo contienen átomos de carbono e hidrógeno.

Ejemplos: Gas natural y petróleo.

Clasificación de Hidrocarburos por Tipo de Enlace

• Alcanos: Todos los enlaces son sencillos.
• Alquenos: Tienen al menos un enlace doble.
• Alquinos: Tienen al menos un enlace triple.

Propiedades de los Hidrocarburos Saturados (Alcanos)

1. A temperatura ambiente, los cuatro primeros son gases y los demás son sólidos.
2. Presentan bajas temperaturas de ebullición.
3. Su densidad es menor que la del agua.
4. Son insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos.
5. Poseen poca reactividad, ya que son estables.

Compuestos Orgánicos Oxigenados

Estos compuestos contienen oxígeno además de carbono e hidrógeno, y se clasifican según su grupo funcional:

• Alcoholes: Tienen el grupo funcional -OH (hidroxilo).
• Aldehídos: Poseen el grupo -C=O (carbonilo) en un carbono primario.
• Cetonas: Tienen el grupo -C=O (carbonilo) en un carbono secundario.
• Ácidos Carboxílicos: Contienen el grupo funcional -COOH (carboxilo).

Ácidos y Bases

Estos son conceptos fundamentales en química inorgánica:

Ácidos

Son sustancias que, en disolución acuosa, se disocian dando lugar a iones hidrógeno (H⁺).

• Características:
  • Colorean de rojo el indicador tornasol.
  • Tienen sabor ácido.
  • Reaccionan con las bases (OH^-).
  • Atacan a los metales.

Bases

Son sustancias que, en disolución acuosa, dan lugar a iones hidróxido (OH^-).

• Características:
  • Colorean de azul el tornasol.
  • Tienen sabor amargo.
  • Poseen un tacto jabonoso.
  • Reaccionan con los iones H⁺ y contrarrestan a los ácidos.

Neutralización Ácido-Base

Es la reacción entre los iones H⁺ y los OH^- para formar agua (H₂O).

Cinética Química y Catálisis

Enzimas

Son catalizadores producidos por los seres vivos para aumentar la velocidad de los procesos químicos.

Catalizador

Es una sustancia que actúa en pequeñas cantidades, aumentando la velocidad de la reacción sin consumirse.

Velocidad de Reacción

Se mide en función de la rapidez con la que aparecen los productos o desaparecen los reactivos. Se expresa como el cambio de concentración que tiene un reactivo o un producto en el tiempo.

La velocidad de reacción depende de:

• La naturaleza de los reactivos.
• La temperatura.
• La concentración de los reactivos.
• La superficie de contacto.
• La presencia de catalizadores.

Grupo Funcional

Es el átomo o grupo de átomos que define la estructura de cada familia de compuestos orgánicos y, a la vez, determina sus propiedades químicas.