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Química orgánica · Estructura y reactividad orgánica

Funciones orgánicas y formulación de compuestos sencillos

Dos moléculas pueden tener los mismos átomos y comportarse de manera muy distinta: el etanol se encuentra en el guaro y en el alcohol medicinal de cualquier botiquín, mientras que el éter dimetílico es un gas a temperatura ambiente. La diferencia no está en qué átomos hay, sino en cómo están conectados y, sobre todo, en qué grupo funcional llevan. En esta página usted aprenderá a reconocer esos grupos y a nombrar y formular casos sencillos sin ambigüedad.

Los grupos funcionales del carbono

Tabla con las fórmulas generales de los grupos funcionales orgánicos más frecuentes. haluro de alquilo R–X alcohol R–OH éter R–O–R' amina R–NH₂ aldehído R–CHO cetona R–CO–R' ácido carboxílico R–COOH éster R–COO–R' amida R–CO–NH₂ R y R' representan cadenas carbonadas; X es un halógeno (F, Cl, Br, I).

Cuando una molécula tiene más de un grupo funcional, solo uno se nombra como función principal (con sufijo) y los demás como prefijos.

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Considere los dos compuestos orgánicos oxigenados de tres átomos de carbono siguientes: el propanal y la propanona. a) Escriba la fórmula semidesarrollada de ambos…

Considere los dos compuestos orgánicos oxigenados de tres átomos de carbono siguientes: el propanal y la propanona.

  1. a) Escriba la fórmula semidesarrollada de ambos compuestos e indique la función orgánica a la que pertenece cada uno.
  2. b) Explique qué tipo de isomería estructural existe entre ellos.
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Hidrocarburos y derivados halogenados

Los hidrocarburos ya se estudiaron en el apartado de hidrocarburos; aquí se usan como base para nombrar todo lo demás. El nombre sale de la cadena principal (la más larga que contiene el grupo funcional o los enlaces múltiples), con prefijos para los sustituyentes.

Fórmula esquelética del 3-cloropentano con la numeración de los cinco átomos de carbono y el cloro en el carbono 3. Cl C1 C2 C3 C4 C5
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El compuesto orgánico de fórmula semidesarrollada $\mathrm{CH_3-CH_2-CH(Cl)-CH_2-CH_3}$ es un derivado halogenado de cadena abierta. a) Escriba el nombre sistemático de…

El compuesto orgánico de fórmula semidesarrollada $\mathrm{CH_3-CH_2-CH(Cl)-CH_2-CH_3}$ es un derivado halogenado de cadena abierta.

  1. a) Escriba el nombre sistemático de dicho compuesto de acuerdo con las normas de la IUPAC.
  2. b) Formule y nombre un isómero de posición perteneciente a la misma función química que mantenga la misma cadena carbonada lineal.
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Los hidrocarburos insaturados presentan dobles o triples enlaces que determinan su reactividad y nomenclatura IUPAC. a) Escriba la fórmula semidesarrollada del…

Los hidrocarburos insaturados presentan dobles o triples enlaces que determinan su reactividad y nomenclatura IUPAC.

  1. a) Escriba la fórmula semidesarrollada del hidrocarburo denominado 4-metilpent-2-ino.
  2. b) Justifique razonadamente si este compuesto puede presentar isomería geométrica (cis-trans).
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Compuestos oxigenados: de alcoholes a ésteres

Un éster se descompone por hidrólisis en un ácido carboxílico y un alcohol. éster R–CO–O–R' hidrólisis (con H₂O) ácido R–COOH + alcohol R'–OH

Aldehídos y cetonas comparten el grupo carbonilo $\mathrm{C=O}$. En el aldehído está en un extremo de la cadena (es siempre el C1); en la cetona está en el interior, y hay que indicar su localizador.

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En la siguiente figura se representa la estructura molecular de un compuesto orgánico oxigenado de cadena abierta con enlaces heteroatómicos explícitos: a) Identifique…

En la siguiente figura se representa la estructura molecular de un compuesto orgánico oxigenado de cadena abierta con enlaces heteroatómicos explícitos:

H₃C OH OH O
  1. a) Identifique razonadamente las dos funciones oxigenadas presentes en la molécula e indique cuál de ellas tiene mayor prioridad como grupo principal según la IUPAC.
  2. b) Asigne la numeración correcta a la cadena principal y escriba el nombre sistemático del compuesto según las normas oficiales de la IUPAC.
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Aminas y amidas

Para distinguir estos compuestos, observe a qué átomo está unido el nitrógeno.

Fórmulas generales y ejemplos de amina y amida. AminaCH₃–NH₂ AmidaCH₃–C(=O)–NH₂
Familia Grupo Ejemplo y nombre
Amina $\mathrm{RNH_2}$, $\mathrm{R_2NH}$ o $\mathrm{R_3N}$ $\mathrm{CH_3NH_2}$: metanamina (metilamina)
Amida $\mathrm{RCONH_2}$ $\mathrm{CH_3CONH_2}$: etanamida

Una amina es primaria, secundaria o terciaria según cuántos carbonos están unidos al nitrógeno (1, 2 o 3).

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Las aminas y los compuestos aromáticos son ampliamente utilizados en síntesis química. a) Formule y nombre dos aminas aromáticas distintas que contengan un anillo…

Las aminas y los compuestos aromáticos son ampliamente utilizados en síntesis química.

  1. a) Formule y nombre dos aminas aromáticas distintas que contengan un anillo bencénico y cuya fórmula molecular sea $\mathrm{C_7H_9N}$, una siendo primaria y otra secundaria.
  2. b) Indique razonadamente el orden de prioridad entre la función amina y la función alcohol según las normas IUPAC para nombrar un compuesto que posea ambas.
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De la composición centesimal a la fórmula

Repaso estequiométrico: si un análisis dice qué porcentaje de cada elemento tiene un compuesto, ¿cómo se llega a su fórmula y cuántas insaturaciones puede tener?

Pasos para pasar de la composición centesimal a la fórmula empírica y, con la masa molar, a la fórmula molecular. % en masa + masa molar fórmula empírica × k fórmula molecular

Vuelva al principio: el etanol ($\mathrm{CH_3-CH_2-OH}$) es un alcohol y forma interacciones de tipo puente de hidrógeno entre sus moléculas, por eso es líquido a temperatura ambiente. El éter dimetílico ($\mathrm{CH_3-O-CH_3}$) es un éter: no tiene un H unido al oxígeno, no forma esas interacciones entre moléculas y hierve a unos $-24\ ^\circ\mathrm{C}$, por lo que es gas. Misma fórmula $\mathrm{C_2H_6O}$, distinto grupo funcional: son isómeros de función.

Resumen

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