QII. Video 9 Estructura de los compuestos orgánicos
Summary
TLDREste video ofrece una visión general de la estructura y la importancia de los compuestos orgánicos. Se destaca la división histórica entre química inorgánica y orgánica, con la química orgánica centrando su estudio en los compuestos que contienen carbono. Se menciona el experimento de Fredrik Wöhler en 1823, que marcó el comienzo del descarte del vitalismo y permitió la síntesis de compuestos orgánicos a partir de sales inorgánicas. Los principios fundamentales de la química orgánica, establecidos en el siglo XIX por científicos como van 't Hoff y Le Bel, incluyen la tetravalencia del átomo de carbono y su capacidad para formar enlaces covalentes con otros elementos. La diversidad de los compuestos orgánicos se debe a la capacidad de los átomos de carbono para unirse entre sí, lo que resulta en una gran variedad de estructuras, desde simples hasta complejas. Además, se exploran los diferentes tipos de enlaces covalentes, como los enlaces simples, dobles y triples, y cómo estos afectan las propiedades y reacciones de los compuestos. Finalmente, se resalta el papel crucial de los compuestos orgánicos en la vida moderna, citando ejemplos como el petróleo, los plásticos, las fibras artificiales, los colorantes, los insecticidas, los perfumes, los fármacos y las hormonas.
Takeaways
- 🌟 La química se divide en química inorgánica y química orgánica, con la primera relacionada con elementos y compuestos no orgánicos y la segunda con compuestos que contienen carbono.
- ⚗️ La teoría del vitalismo, que postulaba una fuerza vital en la formación de compuestos orgánicos, fue desafiada por la síntesis de urea por Fredrik Wöhler en 1823, lo que marcó un hito en la química orgánica.
- 📈 La importancia de la química orgánica en la vida moderna se evidencia en áreas como el petróleo, plásticos, fibras, colorantes, insecticidas, perfumes, fármacos y hormonas.
- 🔬 La química orgánica se define como el estudio de los compuestos del carbono, según los análisis de la combustión que revelaron la presencia de carbono en compuestos naturales.
- 📚 Los principios fundamentales de la química orgánica fueron establecidos en la segunda mitad del siglo XIX por científicos como Culé y van 't Hoff, incluyendo la tetravalencia del átomo de carbono.
- 🔗 La capacidad del átomo de carbono para enlazarse con otros átomos de carbono y con átomos de otros elementos, como hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, da lugar a una gran diversidad de compuestos orgánicos.
- 🔆 Los compuestos orgánicos, enlazados principalmente por enlaces covalentes, presentan menor estabilidad térmica y reacciones más lentas en comparación con los compuestos inorgánicos con enlaces iónicos.
- ⚡ Los compuestos orgánicos son malos conductores eléctricos debido a su enlace predominantemente covalente, a diferencia de los compuestos inorgánicos.
- 🤝 La isomerismo, que es la formación de dos o más compuestos con la misma composición química pero con propiedades diferentes, es una propiedad común en los compuestos orgánicos.
- 📐 El proceso de hibridación en el átomo de carbono permite explicar su tetravalencia y la formación de enlaces covalentes, como en los casos de los orbitales SP3, SP2 y SP.
- 🛤️ La geometría molecular de los compuestos orgánicos, como el tétraedro en el enlace simple y el triángulo equilátero en enlaces dobles, resulta de la orientación de los orbitales híbridos y no híbridos.
- 🔬 Los enlaces covalentes en los compuestos orgánicos se forman por la superposición de orbitales atómicos parcialmente ocupados, creando orbitales moleculares sigma y pi con propiedades y estabilidad diferentes.
Q & A
¿Qué división histórica tuvo lugar en la química a principios del siglo XIX?
-A principios del siglo XIX, la química se dividió en dos grandes ramas: la química inorgánica, que estudia los elementos y compuestos no orgánicos, y la química orgánica, que se ocupa de la mayoría de los compuestos que contienen carbono.
¿Qué teoría estaba presente antes de que la química orgánica superara al vitalismo?
-La teoría del vitalismo afirmaba que la intervención de una fuerza vital era necesaria para la formación de compuestos orgánicos, lo que separaba la química orgánica de la inorgánica.
¿Qué experimento de Fredrik Wöhler desafió la teoría del vitalismo?
-El experimento de Fredrik Wöhler, en el cual al evaporar una solución acuosa de amonio obtuvo urea, un compuesto orgánico, desafió la teoría del vitalismo y fue el primer paso para unir la química orgánica y la inorgánica.
¿Cuál es la definición actual de la química orgánica?
-La química orgánica es el estudio de los compuestos del carbono, los cuales son caracterizados por tener enlaces predominantemente covalentes y una gran diversidad de estructuras.
¿Cuáles son los principios fundamentales establecidos en la segunda mitad del siglo XIX para la química orgánica?
-Los principios fundamentales establecidos por científicos como Culé y van 't Hoff incluyen la tetravalencia del átomo de carbono, la capacidad de los átomos de carbono para concatenarse y la capacidad de los átomos de carbono de unirse con átomos de otros elementos.
¿Por qué la química orgánica es importante en la vida moderna?
-La química orgánica es importante en la vida moderna debido a la presencia de compuestos orgánicos en una amplia gama de productos y procesos esenciales, como el petróleo, plásticos, fibras artificiales, colorantes, insecticidas, perfumes, fármacos y hormonas.
¿Qué elementos suelen participar en la formación de compuestos orgánicos?
-En la formación de compuestos orgánicos, generalmente participan pocos elementos, principalmente carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre, halógenos, arsénico y algunos metales.
¿Por qué los compuestos orgánicos son malos conductores eléctricos?
-Los compuestos orgánicos son malos conductores eléctricos debido a su enlace predominantemente covalente, el cual no permite una fácil movilidad de electrones a través de la estructura molecular.
¿Qué propiedad es muy común en los compuestos orgánicos?
-La isomería es una propiedad muy común en los compuestos orgánicos, que se refiere a la formación de dos o más compuestos con la misma composición química pero con estructuras y propiedades diferentes.
¿Cómo se forma un enlace covalente entre dos átomos según la teoría cuántica?
-Según la teoría cuántica, al formarse un enlace covalente entre dos átomos, cada uno contribuye con un orbital atómico parcialmente ocupado, y estos orbitales se combinan para formar un orbital molecular, que incluye los núcleos de los dos átomos.
¿Cuál es la diferencia entre los enlaces sigma y pi en términos de estabilidad?
-Los enlaces tipo sigma son más estables que los enlaces tipo pi, ya que los electrones en un enlace pi no están tan firmemente unidos como los de un enlace sigma, lo que hace que el enlace pi sea más susceptible a experimentar una ruptura.
¿Cómo se describe la geometría de los orbitales moleculares en un enlace covalente simple?
-En un enlace covalente simple, los orbitales moleculares son de tipo sigma y tienen una distribución de electrones compartidos simétrica sobre la línea que une los núcleos de los dos átomos, rodeando a los núcleos en forma elipsoidal.
Outlines
🌐 Introducción a la Química Orgánica y su importancia
Este primer párrafo aborda la estructura y la importancia de los compuestos orgánicos en la química. Se menciona la división de la química en química inorgánica y orgánica, con la primera relacionada con los elementos y compuestos no orgánicos, y la segunda centrada en los compuestos que contienen carbono. La química orgánica surge como una disciplina importante en la modernidad, con aplicaciones en áreas tan variadas como el petróleo, los plásticos, las fibras, los colorantes y los fármacos. Además, se destaca el experimento de Fredrik Wöhler en 1823, que marcó el comienzo del descarte del vitalismo y la consolidación de la química orgánica como una ciencia.
🔬 Características y Diferencias entre Compuestos Orgánicos e Inorgánicos
El segundo párrafo se enfoca en las características distintivas de los compuestos orgánicos en comparación con los inorgánicos. Se describe la tendencia de los átomos de carbono a formar enlaces covalentes, lo que resulta en una gran diversidad de compuestos con estructuras complejas y分子量 elevadas. También se discuten las propiedades de los compuestos orgánicos, como su mala conductividad eléctrica y la isomerización, que es la formación de múltiples compuestos con la misma fórmula química pero diferentes estructuras. Se explora el concepto de hibridación en átomos de carbono, explicando cómo esto da lugar a las estructuras téticas y planares de los enlaces en los compuestos orgánicos.
⚛️ Enlaces Covalentes y sus Tipos en Compuestos Orgánicos
El tercer párrafo profundiza en los tipos de enlaces covalentes presentes en los compuestos orgánicos, incluyendo enlaces simples (sigma), dobles y triples. Se describe la hibridación sp3, sp2 y sp en átomos de carbono y cómo esto influye en la formación de enlaces sigma y pi. Se menciona la geometría molecular resultante de estos enlaces y cómo la energía de los orbitales moleculares es menor que la suma de los orbitales atómicos individuales. Finalmente, se destaca la diferencia en la estabilidad y susceptibilidad a la rotura entre los enlaces sigma y pi, y se motiva al espectador con un mensaje final de perseverancia y trabajo continuo.
Mindmap
Keywords
💡Compuestos orgánicos
💡Química inorgánica
💡Teoría del vitalismo
💡Hidrólisis
💡Tetra valencia del carbono
💡Hibridación
💡Enlaces covalentes
💡Isomerismo
💡Enlaces iónicos
💡Orbital molecular
💡Estructura molecular
Highlights
La química se divide en química inorgánica y orgánica, con la primera relacionada con elementos y compuestos no orgánicos y la segunda con compuestos de carbono.
La química orgánica se originó a principios del siglo XIX y estaba vinculada con la teoría del vitalismo.
Fredrik Wöhler desmitificó el vitalismo al sintetizar urea a partir de una sal inorgánica de amonio en 1823.
La química orgánica ha superado al vitalismo y ha adquirido una importancia crucial en la vida moderna.
La química orgánica es el estudio de compuestos de carbono, según los principios establecidos por Cullé y Liebig.
El átomo de carbono tiene una tetravalencia fundamental, lo que permite la formación de una gran diversidad de compuestos.
Los compuestos orgánicos suelen tener enlaces covalentes, a diferencia de los inorgánicos que generalmente tienen enlaces iónicos.
Los elementos que participan en la formación de compuestos orgánicos son principalmente carbono, hidrógeno, oxígeno y otros elementos en menor cantidad.
Los compuestos orgánicos son malos conductores eléctricos debido a su enlace predominantemente covalente.
La capacidad de los átomos de carbono para concatenarse se traduce en una amplia variedad de estructuras y moléculas complejas.
La isomerismo es una propiedad común en compuestos orgánicos, donde dos o más compuestos tienen la misma composición pero diferentes propiedades.
La hibridación es un concepto clave en la química orgánica que explica la distribución de los orbitales en átomos de carbono.
El átomo de carbono en su estado basal experimenta hibridación sp3, formando cuatro orbitales tipo sp3 que definen su estructura.
Los enlaces covalentes pueden ser de tipo sigma o pi, siendo los primeros más estables y los segundos más susceptibles a la ruptura.
La formación de enlaces dobles y triples en compuestos orgánicos implica diferentes tipos de hibridación en el átomo de carbono.
La geometría molecular de los compuestos orgánicos está determinada por la orientación de los orbitales híbridos y no híbridos.
Los compuestos orgánicos tienen aplicaciones prácticas en áreas como el petróleo, plásticos, fibras, colorantes, insecticidas, fármacos y hormonas.
El éxito en la química orgánica se alcanza con el trabajo constante y la dedicación a la investigación y estudio.
Transcripts
[Música]
e
en este vídeo veremos estructura de
compuestos orgánicos primera parte
para facilitar el estudio de los
compuestos químicos la química se ha
dividido en dos grandes ramas la química
inorgánica que se ocupa del estudio de
todos los elementos y compuestos que
éstos constituyen y la química orgánica
que se ocupa de la mayoría de los
compuestos que contienen carbono esta
división tuvo su origen a principios del
siglo 19 en que se consideraba a la
química inorgánica como la química del
reino mineral y a la química orgánica
como la química de los reinos vegetal y
animal ya que se suponía de acuerdo a la
teoría de verse luz la intervención de
la fuerza vital en la formación de los
compuestos orgánicos
en 1823 fredrik cooler noto que al
evaporarse una solución acuosa de 100
ato de amonio obtuvo cristales incoloros
transparentes y con frecuencia de más de
una pulgada de largo que no eran de cian
hato de amonio sino de urea la
transformación que observo bühler fue
una en la que una sal inorgánica de 100
ato de amonio se convertía en urea una
sustancia orgánica muy conocida que ya
había sido aislada de la orina hoy se
reconoce que ese experimento fue un
acontecimiento científico el primer paso
para desbancar a la filosofía del
vitalismo y durante la siguiente
generación la química orgánica superó al
vitalismo gracias a esta síntesis se
derribó la barrera que separaba a la
química inorgánica de la química
orgánica
permitiéndole a esta última adquirir una
importancia excepcional en la vida
moderna
para tener una idea más clara de la
importancia a la que nos referimos basta
con citar por ejemplo al petróleo a los
plásticos a las fibras artificiales a
los colorantes a los insecticidas los
perfumes fármacos hormonas por citar
algunos de los compuestos orgánicos
y los análisis de la combustión
establecieron que los compuestos
derivados de fuentes naturales contenían
carbono y surgió una nueva definición de
la química orgánica la química orgánica
es el estudio de los compuestos del
carbono esta es la definición que
actualmente seguimos usando
los principios fundamentales de la
química orgánica fueron establecidos en
la segunda mitad del siglo 19 por los
científicos que culé van hoff y level
dichos principios que aún tienen validez
son 1 la tetra valencia del átomo de
carbono
2 la capacidad de los átomos de carbono
de concatenar se esto es de unirse entre
sí da origen a una gran diversidad de
compuestos y tres la capacidad de los
átomos de carbono de unirse con átomos
de otros elementos
actualmente la división de la química se
justifica por el gran número de
compuestos del carbono y por las
diferencias existentes entre ambos tipos
de compuestos originadas principalmente
por el tipo de enlace predominante en
ellos las principales diferencias entre
ellos se resumen en este cuadro mientras
que en los compuestos inorgánicos cuyo
enlace generalmente es iónico participan
casi todos los elementos que se
encuentran en la tabla periódica en la
formación de los compuestos orgánicos
cuyo enlace generalmente es covalente
son muy pocos los elementos que
participan carbono hidrógeno oxígeno
nitrógeno fósforo azufre halógenos
arsénico y algunos metales sin embargo a
pesar de ser pocos los elementos que
participan dan origen a un número
ilimitado de
de 5 millones de compuestos los
compuestos orgánicos por el tipo de
enlace predominantemente covalente
presentan baja estabilidad térmica y sus
reacciones son lentas a diferencia de
los compuestos inorgánicos cuyo enlace
es generalmente iónico lo cual les da
elevada estabilidad térmica y reacciones
rápidas
derivado del tipo de enlace que
presentan los compuestos orgánicos son
malos conductores eléctricos la
capacidad de los átomos de carbono de
concatenar se esto es de unirse entre sí
da origen a una gran diversidad de
compuestos orgánicos cuyas moléculas
pueden ser complejas de elevados pesos
molecular es una propiedad muy común en
los compuestos orgánicos es la iso mería
que es la formación de dos o más
compuestos con la misma composición y
propiedades diferentes como ejemplo de
compuestos orgánicos
podemos citar a los azúcares ácidos
nucleicos alcohol madera proteínas
lípidos hemoglobina o metano
con base en la teoría cuántica al
formarse un enlace covalente entre dos
átomos cada uno de ellos contribuye con
un orbital atómico parcialmente ocupado
el átomo de carbono en estado basal es
equivalente pues solo posee dos
orbitales semi ocupados para explicar su
tetra valencia se supone un proceso de
excitación y de hibridación
hibridación es el término que se utiliza
para explicar la mezcla de los orbitales
atómicos en el átomo por lo general el
átomo central para generar un conjunto
de orbitales híbridos producto del
reacomodo energético en un principio es
posible que intervengan en una
hibridación un orbital ese y orbitales
tipo p y de no obstante tiene especial
interés la hibridación que ocurre al
combinarse un orbital s con uno o más
orbitales p
en la hibridación se utiliza el concepto
hipotético de los orbitales híbridos que
son orbitales atómicos que se obtienen
cuando dos o más orbitales no
equivalentes del mismo átomo se combinan
para la formación del enlace covalente
el átomo de carbono en su estado basal o
de energía fundamental sólo dispone de
dos electrones de sap área 2 para
enlazarse covalente mente condición que
no justifica su tetra valencia razón por
la que se asume que el carbono requiere
de experimentar el proceso de
hibridación
que en este caso será del tipo sp3 por
haber 4 electrones solos esto es
participan todos los electrones del
último nivel energético
producto de esta hibridación se generan
cuatro orbitales tipo sp3 que se dirigen
hacia los vértices de un tetraedro para
evitar repulsiones electrónicas
resultando para este un ángulo de enlace
de ciento 9.5 grados siendo la forma
geométrica de sus moléculas hla te trae
drica
uno de los orbitales híbridos sp3 de
carbono resultantes del proceso anterior
se pueden superponer con un orbital sp3
de otro átomo de carbono o con un
orbital s de un átomo de hidrógeno o
bien con un orbital de enlace de otro
átomo diferente
como resultado del tras la para miento
axial de dichos orbitales atómicos se
produce un orbital molecular tipo sigma
en consecuencia todos los compuestos
saturados del carbono presentan una
estructura tetra erika y simples co
valencia
el átomo de carbono tiene la
particularidad de que el reacomodo
energético de sus orbitales se puede dar
como una combinación de un orbital s con
dos orbitales p para formar tres
orbitales híbridos sp2 los tres
orbitales híbridos sp2 se dirigen hacia
los vértices de un triángulo equilátero
hipotético mientras que el orbital p sin
hibridar queda perpendicular al plano de
los orbitales híbridos con un lóbulo por
encima y otro por debajo del plano de
los mismos
dichos orbitales híbridos formarán
enlaces simples sigma
y un segundo enlace carbono carbono
debido al traslado miento lateral de los
orbitales atómicos tipo p resultando un
orbital molecular tipo pi
en compuestos con doble enlace o también
llamada doble con valencia la
hibridación de los orbitales atómicos
del carbono es de tipo sp2
en compuestos con triple enlace tienen
lugar una hibridación tipo s&p la cual
se da por la combinación de un orbital s
y un orbital p formando dos orbitales
híbridos esp que se reacomodan en forma
lineal quedando adicionalmente dos
orbitales puros p sin híbrida
los dos orbitales híbridos resultantes
forman entre sí un ángulo de 180 grados
al constituirse la molécula de un
compuesto con triple enlace o triple con
valencia los orbitales moleculares de
uno de los enlaces entre los dos átomos
de carbono y los enlaces sencillos con
otros átomos son tipo sigma los otros
dos enlaces entre los dos carbonos son
tipo p pues provienen del traslapa
miento lateral del orbital atómico puro
tipo p
y son perpendiculares entre sí en
consecuencia los átomos de carbono
ligados por triple enlace y los dos
átomos unidos a ellos se encuentran en
línea
como hemos mencionado con base en la
teoría cuántica al formarse un enlace
covalente entre dos átomos cada uno de
ellos contribuye con un orbital atómico
parcialmente ocupado el orbital que se
origina de esta participación mutua de
electrones se denomina orbital molecular
e incluye los núcleos de los dos átomos
el contenido energético de un orbital
molecular estable es menor que la suma
de los contenidos energéticos de los
orbitales atómicos aislados los
orbitales moleculares pueden ser de dos
tipos sigma o pi
en los enlaces tipo sigma la
distribución de los electrones
compartidos es simétrica sobre la línea
que une ambos núcleos el orbital sigma
que resulta de un traslapa miento axial
esto es perteneciente al eje de
orbitales atómicos rodea a los núcleos
como los orbitales s y es de forma
elipsoidal
estos orbitales se forman siempre que
los enlaces covalentes son sencillos
por ejemplo el traslape miento axial de
dos orbitales s de dos átomos de
hidrógeno
el orbital molecular que resulta de una
superposición lateral de orbitales puros
p la distribución electrónica en esta
unión tiene un nodo en el plano de la
molécula y gran densidad electrónica
arriba y abajo de este plano el traslapa
miento lateral de orbitales p se
verifica en la formación de dobles y
triples enlaces los electrones del
enlace tipo pi no están tan firmemente
unidos como los de un enlace tipo sigma
por lo que este tipo de ligadura es más
susceptible de experimentar una ruptura
que el tipo sigma
y recuerda el éxito se alcanza con el
trabajo de todos los días
agradecemos tu atención y dedicación y
nos vemos en el próximo vídeo
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