Descubre la Química Orgánica: Conceptos Básicos y Aplicaciones del Grafeno

¿Por Qué Estudiar Química Orgánica?

En 1828, el químico francés Friedrich Wöhler sintetizó un compuesto orgánico, la urea (componente principal de la orina), a partir de un compuesto inorgánico, las sales de cianato de amonio. Este evento marcó un hito en la historia de la química.

¿Qué es la Química Orgánica?

Es la rama de la química que estudia los compuestos de carbono asociados al hidrógeno, oxígeno, azufre y halógenos.

La Regla del Octeto

Todo átomo debe cumplir la regla del octeto, es decir, llegar a tener 8 electrones en su última capa. Para hacerlo, debe compartir electrones o formar enlaces.

El Carbono: Elemento Fundamental

• El carbono tiene un número de oxidación o valencia igual a 4, por lo tanto, es tetravalente, lo que le permite unirse a 4 átomos iguales o diferentes.
• Es uno de los elementos químicos más importantes en la naturaleza.
• Se encuentra en todos los seres vivos y, según se distribuyan sus átomos, puede formar sustancias con distintas características.
• A partir del carbono se consigue el grafeno.

Hidrocarburos: Compuestos de Carbono e Hidrógeno

Son compuestos formados exclusivamente por átomos de carbono e hidrógeno. Se obtienen a partir del petróleo o del gas natural mediante destilación fraccionada.

Hidrocarburos Acíclicos, Alifáticos o de Cadena Abierta

Estos se dividen en:

• Hidrocarburos alifáticos saturados (alcanos o parafinas): No tienen enlaces dobles, triples, ni aromáticos, solo múltiples enlaces individuales dispuestos formando cadenas carbonadas lineales o ramificadas.
• Hidrocarburos alifáticos insaturados: Tienen uno o más enlaces dobles (alquenos u olefinas) o triples (alquinos o acetilénicos) entre sus átomos de carbono.

Hidrocarburos Cíclicos o de Cadena Cerrada

Se dividen en:

• Hidrocarburos monocíclicos: Hidrocarburos monocíclicos saturados (cicloalcanos) y hidrocarburos monocíclicos no saturados (cicloalquenos y cicloalquinos).
• Hidrocarburos aromáticos: No saturados, que poseen al menos un anillo aromático además de otros tipos de enlace.

Alcanos: Hidrocarburos Saturados

Son una familia de compuestos que tienen la fórmula empírica general C_nH_2n+2. Inicialmente fueron llamados parafínicos (del latín: poca reactividad) debido a su inercia química. Son conocidos como hidrocarburos saturados, debido a que en ellos, los átomos de carbono están saturados con el máximo número posible de átomos de hidrógeno, no tienen enlaces dobles, ni triples, ni aromáticos.

Radicales Alquílicos

Especie química que presenta un átomo de "carbono trivalente", es decir, con un electrón libre. Se forman a partir de los alcanos, cambiando la terminación -ano por -il.

Alquinos: Hidrocarburos con Triple Enlace

Son hidrocarburos alifáticos insaturados que presentan al menos un triple enlace entre dos átomos de carbono. Su fórmula general es C_nH_2n-2.

Grafeno: Un Material Revolucionario

El grafeno surge cuando pequeñas partículas de carbono se agrupan de forma muy densa en láminas de dos dimensiones muy finas (tienen el tamaño de un átomo) y en celdas hexagonales. Se obtiene a partir de una sustancia abundante en la naturaleza, el grafito, que forma parte de nuestra vida cotidiana, ya que se emplea para fabricar objetos desde la mina de los lápices hasta algunos ladrillos.

Aplicaciones del Grafeno

Su utilidad se puede encontrar en ordenadores, coches, teléfonos móviles y equipos de música, es decir, cosas que encontramos frecuentemente en nuestras vidas. Puede servir como material de fabricación de aviones, satélites espaciales o automóviles, haciéndolos más seguros. También en la construcción de edificios, pues los convertiría en más resistentes. Destaca en el campo de la electrónica, donde a través de su capacidad para almacenar energía puede dotar a las baterías de una mayor duración y un menor tiempo de carga, además de establecer conexiones más rápidas.