Propiedades y Reacciones de Compuestos Orgánicos: Alcanos, Alcoholes y Polímeros

Hidrocarburos Saturados: Alcanos

Los alcanos son hidrocarburos saturados caracterizados por:

• Estado físico: Los cuatro primeros términos de la serie homóloga son gaseosos; del pentano al hexadecano son líquidos, y a partir de ahí, sólidos.
• Solubilidad: Son incoloros, insolubles en agua, pero solubles en algunos disolventes orgánicos.
• Puntos de ebullición: Sus puntos de ebullición crecen con el aumento de la cadena.
• Reactividad: Son combustibles y muy estables.
• Procesos clave: En la reacción llamada cracking, a temperatura y presión elevadas, los hidrocarburos lineales producen isómeros.

Hidrocarburos Insaturados: Alquenos y Alquinos

Estos compuestos se caracterizan por la presencia de dobles (alquenos) o triples (alquinos) enlaces.

• Estado físico: Los cuatro primeros alquenos y los tres primeros alquinos son gaseosos. Son líquidos hasta los hidrocarburos de 18 (alquenos) y 14 (alquinos) átomos de carbono, y sólidos los demás.
• Solubilidad: No son solubles en agua, pero sí en disolventes orgánicos.
• Reactividad: Son combustibles y se polimerizan con facilidad.

Compuestos Oxigenados

Alcoholes

• Estado físico y solubilidad: Los primeros términos de la serie homóloga son líquidos, incoloros y solubles en agua. El resto son sólidos e insolubles en agua.
• Puntos de ebullición: Sus puntos de ebullición son superiores a los de los hidrocarburos correspondientes.
• Combustión: Arden con facilidad.
• Reacciones clave:
  • Reaccionan con los ácidos orgánicos, generando ésteres y eliminando agua (Esterificación).
  • En presencia de oxígeno, los alcoholes primarios se oxidan a aldehídos, y si la oxidación continúa, producen ácidos carboxílicos.

Aldehídos y Cetonas

• Estado físico: Los primeros aldehídos y cetonas son líquidos. A partir de 10 átomos de carbono, son sólidos.
• Olor y uso: La mayoría presenta olores fuertes; algunos se utilizan como aromatizantes.
• Combustión: Arden generando dióxido de carbono, agua y gran cantidad de calor.
• Oxidación: Cuando se oxidan, generan ácidos orgánicos.
• Polimerización: Los aldehídos pueden polimerizarse.

Ácidos Carboxílicos

• Estado físico y solubilidad: Los ácidos con menor número de átomos de carbono son líquidos y solubles en agua. Los ácidos con más de ocho átomos de carbono son sólidos e insolubles en agua.
• Puntos de fusión y ebullición: Aumentan cuando lo hace el número de átomos de carbono.
• Carácter ácido: Mezclados con agua tienen carácter ácido. Son considerados ácidos débiles y presentan las mismas propiedades que cualquier ácido inorgánico.
• Reacción de Esterificación: Cuando reaccionan con los alcoholes, producen ésteres. La reacción se llama esterificación.

Conceptos Fundamentales de Química Orgánica

Isomería

Fenómeno por el cual dos o más compuestos poseen la misma fórmula molecular, pero diferente fórmula estructural.

Grupo Funcional

Átomo o grupo de átomos que confieren a un compuesto unas propiedades químicas características.

Polímeros

Compuestos formados por un número elevado de átomos (macromoléculas).

Clasificación de Polímeros

• Naturales: Sustancias naturales como la celulosa, el caucho, el almidón, el glucógeno, las proteínas o los ácidos nucleicos.
• Semisintéticos: Se obtienen por transformación química de polímeros naturales (ejemplos: nitrocelulosa, caucho vulcanizado).
• Sintéticos: Polímeros que se obtienen industrialmente a partir de distintos monómeros (ejemplos: nailon, poliestireno).