Conceptos Fundamentales de Química: Orgánica, Inorgánica y Energéticos

Compuestos Orgánicos

Características (Apolares)

• Más de 9.000.000 compuestos orgánicos.
• Compuestos de carbono, contienen C, H, O, N, S, P, X (halógenos), Fe, Na, K, etc. (aproximadamente 20 elementos).
• Insolubles en agua.
• Solubles en disolventes orgánicos.
• Son inflamables.
• Son compuestos formados a partir de la unión entre átomos por enlaces covalentes.
• Menor densidad que el agua.
• No conducen corriente eléctrica.
• Reacciones lentas.
• Puntos de ebullición y fusión bajos.

Compuestos Inorgánicos

Características

• Solubles en agua.
• Insolubles en disolventes orgánicos.
• No son inflamables.
• Enlaces iónicos (generalmente).
• Mayor densidad que el agua.
• Conducen la corriente eléctrica (en disolución o fundidos).
• Reacciones rápidas.
• Puntos de fusión y ebullición elevados.

Puntos de Fusión y Ebullición

Los puntos de fusión y de ebullición nos dan idea de la intensidad de las fuerzas de atracción entre las partículas.

Los puntos de ebullición y fusión bajos nos dan idea de que las fuerzas de atracción entre las partículas son débiles. En cambio, los altos dan la idea de que las fuerzas de atracción entre las partículas son intensas.

Estructura y Clasificación del Carbono

¿Por qué hay millones de compuestos del carbono?

Por 3 causas:

1. Concatenación: Capacidad del carbono para unirse consigo mismo formando cadenas largas.
2. Enlaces simples o múltiples carbono-carbono: Formación de enlaces simples, dobles o triples.
3. Sustitución de átomos de hidrógeno por otros átomos o grupos de átomos.

Las cadenas de los átomos de carbono pueden ser abiertas, cerradas, lineales o ramificadas.

Los átomos de carbono pueden unirse entre sí por enlace covalente simple o múltiple.

Clasificación de Átomos de Carbono

Los átomos de carbono se clasifican según el número de átomos de carbono al que están unidos:

• Primario: Unido a un átomo de carbono.
• Secundario: Unido a 2 átomos de carbono.
• Terciario: Unido a 3 átomos de carbono.
• Cuaternario: Unido a 4 átomos de carbono.
• Nulario: No está unido a otros átomos de carbono (ej. el carbono del metano).

Hidrocarburos y Grupos Funcionales

Hidrocarburo: Compuestos orgánicos formados por los elementos carbono e hidrógeno. Son compuestos binarios formados por 2 elementos químicos.

Alcanos: Son hidrocarburos que presentan enlace simple entre átomos de carbono. Se conocen como hidrocarburos saturados.

Grupo Funcional: Conjunto de átomos unidos de determinada manera que caracteriza a una familia de compuestos orgánicos y les confiere propiedades similares.

El grupo funcional de los alcanos es el enlace simple entre átomos de carbono.

El metano presenta una molécula tridimensional con geometría tetraédrica.

Fuentes de Energía Fósil

Petróleo

(Aceite de piedra)

• Composición: Líquido oleoso formado por sustancias orgánicas.
• Origen: Natural (origen fósil).
• Extracción: Pozos petroleros mediante torres de extracción de petróleo.
• Transporte: Barcos petroleros, oleoductos.
• Tratamiento: Refinación que incluye destilación.
• Usos: Se utiliza como fuente de energía, fuente de materia prima.
• Estado: No renovable.

Gas Natural

• Composición: Metano, etano, propano, butano (73-95%).
• Origen: Natural (origen fósil).
• Extracción: Gasoductos.
• Transporte: Buques acondicionados.
• Usos: Fuente de energía no renovable, fuente de materias primas.

Hidratos de Metano

Los hidratos de metano están formados por moléculas de agua que conforman una estructura cristalina.

El interés de los hidratos de metano como recurso energético es evidente dada la presencia de metano en su composición. Asimismo, es el combustible fósil más limpio con el medio ambiente por su elevada relación H/C y con una aplicabilidad creciente no solo como combustible, sino también como materia prima química.