La química orgánica es el estudio de los compuestos químicos que contienen carbono. El carbono tiene la capacidad de formar un enlace químico con una gran variedad de elementos químicos y otros átomos de carbono. Esto permite un número casi ilimitado de combinaciones, denominadas compuestos orgánicos. El tema de los compuestos de carbono se denomina química orgánica porque todos los organismos conocidos, o seres vivos, están formados por agua y compuestos de carbono. La química orgánica se ocupa en gran medida de la síntesis, o formación, de productos orgánicos mediante una reacción química en la que se utilizan diferentes reactivos y reagentes, es decir, las sustancias que se emplean durante una reacción. Varias áreas diferentes de la química amplían los conceptos y principios de la química orgánica, incluyendo la bioquímica, la microbiología y la medicina.
Química orgánica
Historia
El término orgánico tiene su origen en Jons Jacob Berzelius, un científico sueco del siglo XIX, que utilizó el término para referirse a las sustancias presentes en los seres vivos. En la época de Berzelius era popular la teoría de la fuerza vital. Esta teoría afirmaba que era necesaria una fuerza vital para producir los compuestos orgánicos que sólo se encuentran en los seres vivos. La teoría de la fuerza vital empezó a perder apoyo tras un experimento realizado en 1828 por Friedrich Wöhler. Su trabajo demostró que la urea, un compuesto orgánico, podía crearse a partir del cianato de amonio, un compuesto inorgánico.
Hidrocarburos
El estudio de los hidrocarburos es una parte muy importante de la química orgánica. Los hidrocarburos son moléculas que contienen únicamente los elementos carbono e hidrógeno en forma de cadenas. Los hidrocarburos pueden clasificarse en dos categorías en función de la presencia de un anillo de benceno, un tipo de hidrocarburo circular. Los hidrocarburos alifáticos no contienen un anillo de benceno y los aromáticos sí.
Reacciones
Las reacciones de la química orgánica se producen porque los electrones no se reparten uniformemente en un enlace químico. Algunos átomos o moléculas, como el oxígeno, el nitrógeno y los aniones con carga negativa, son nucleófilos porque tienen electrones extra y quieren estar cerca de cargas positivas. Otros, como el H+ y otros cationes cargados positivamente, son electrófilos y quieren estar cerca de cargas negativas. Cuando una molécula orgánica tiene una carga positiva, se denomina carbocación. También es un electrófilo. Cuando los nucleófilos y los electrófilos se mezclan, puede producirse una reacción.
Mecanismos de reacción comunes
Un mecanismo de reacción es una serie de reacciones más pequeñas que forman una reacción global. Dos tipos de mecanismos básicos son las reacciones de sustitución y de eliminación. Son muy importantes en el estudio de los mecanismos de la química orgánica porque muchos mecanismos más complicados los utilizan.
Reacciones de sustitución (S N1 y S N2)
La sustitución nucleófila se produce cuando un átomo o grupo de átomos se desprende de una molécula orgánica y es sustituido por otro. Si la salida y la adición se producen al mismo tiempo, se denomina reacción SN2. Si el grupo saliente se desprende de la molécula orgánica y forma un carbocatión antes de que se produzca la sustitución, se denomina reacción S 1N.
Reacciones de eliminación (E1 y E2)
La eliminación se produce cuando un ácido fuerte rompe dos grupos de una molécula orgánica y las cargas resultantes forman un doble enlace. Normalmente, uno de los grupos es un nucleófilo y el otro es un átomo de hidrógeno. Si ambos grupos se desprenden al mismo tiempo, se denomina reacción E2. Si uno de los grupos se retira primero y forma un carbocatión antes de que se retire el segundo grupo, se denomina reacción E1.
Estereoquímica
La estereoquímica es el estudio de las moléculas en el espacio. Examina la disposición de los átomos dentro de las moléculas en el espacio en relación con las demás y cómo interactúan. Las moléculas que tienen la misma composición química pero están dispuestas de forma diferente se denominan isómeros. El famoso químico Louis Pasteur fue uno de los primeros investigadores de la estereoquímica.
Una parte central del estudio de la esteroquímica es la quiralidad. En pocas palabras, la quiralidad examina la simetría de las moléculas químicas. Si un objeto no puede superponerse a su imagen en el espejo, entonces es un objeto quiral. Si puede hacerlo, se denomina quiral.
Espectroscopia
La espectroscopia es el estudio de las interacciones entre la energía luminosa y la materia. Podemos ver los colores gracias a la absorción de energía por parte de los compuestos orgánicos e inorgánicos. Cuando una planta realiza la fotosíntesis, atrapa la energía del sol, y esto es un ejemplo de interacción entre la energía y los compuestos orgánicos.
La espectroscopia se utiliza para identificar moléculas orgánicas en compuestos desconocidos. Hay muchos tipos de espectroscopia, pero los más importantes para la química orgánica son la espectroscopia infrarroja y la espectroscopia de resonancia magnética nuclear.
Otros sitios web
- Portal de la química orgánica
- Ayuda para la química orgánica
- Química Orgánica: An Introduction
- MIT.edu, OpenCourseWare: Química Orgánica I
- HaverFord.edu, Conferencias, vídeos y textos de Química Orgánica
- Journal of Organic Chemistry (requiere suscripción) (Tabla de contenidos)
- Organic Letters (Pubs.ACS.org, Table of Contents)
- Thime-Connect.com, Synlett
- Thieme-Connect.com, Síntesis
- Organic-Chemistry.org, Organic Chemistry Portal - Resúmenes recientes y (Nombre)Reacciones
- Orgsyn.org, revista de síntesis de química orgánica
- Ochem4free.info, Inicio de un texto completo de química orgánica en línea, revisado por pares
- CEM.MSU.edu, Libro de texto virtual de química orgánica
- Recursos de química orgánica en el mundo - Una colección de enlaces
- Hidrocarburos insaturados- Alquenos u Olefinas ,[Retrived link date=Agosto 2019]
- Organic.RogerFrost.com, Roger Frost's Organic Chemistry - mecanismos y animación para la enseñanza y el aprendizaje, normalmente para edades entre 15 y 19 años
- ChemHelper.com, Ayuda en química orgánica
- Organic-Chemistry-Tutor.com, Tutor de Química Orgánica
- ACDlabs.com, Software químico gratuito
- Chemaxon.com, el software químico de ChemAxon.
- AceOrganicChem.com,
- OrgChemInfo.8k.com, Una colección de recursos de química orgánica
- Benzylene.com, Reacciones, mecanismos y problemas de química orgánica
- Beilstein-Journals.org, Revista Beilstein de Química Orgánica (acceso abierto)
- Study-Organic-Chemistry.com, Recursos para el éxito en Química Orgánica
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Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es la química orgánica?
R: La química orgánica es el estudio de los compuestos químicos que contienen carbono.
P: ¿Qué importancia tiene el carbono en la química orgánica?
R: El carbono tiene la capacidad de formar un enlace químico con una amplia variedad de elementos químicos y otros átomos de carbono, lo que permite un número casi ilimitado de combinaciones denominadas compuestos orgánicos.
P: ¿Por qué el tema de los compuestos de carbono se denomina química orgánica?
R: El tema de los compuestos de carbono se denomina química orgánica porque todos los organismos conocidos, o seres vivos, están formados por agua y compuestos de carbono.
P: ¿En qué consiste en gran medida la química orgánica?
R: La química orgánica implica en gran medida la síntesis, o formación, de productos orgánicos por reacción química utilizando diferentes reactantes y reactivos, las sustancias que se utilizan durante una reacción.
P: ¿Cuáles son algunas áreas de la química que amplían los conceptos y principios de la química orgánica?
R: Varias áreas diferentes de la química amplían los conceptos y principios de la química orgánica, como la bioquímica, la microbiología y la medicina.
P: ¿Qué significa el término "productos orgánicos" en química orgánica?
R: En química orgánica, los "productos orgánicos" se refieren a compuestos que contienen carbono como componente esencial y que se sintetizan mediante reacciones químicas.
P: ¿Por qué es importante el estudio de la química orgánica?
R: El estudio de la química orgánica es importante porque tiene aplicaciones prácticas en diversos campos, como la medicina, la agricultura y la ciencia de los materiales, y nos ayuda a comprender la compleja química de la vida.