Introducción
Los compuestos
orgánicos son todas las especies químicas que
en su composición contienen el elemento carbono y,
usualmente, elementos tales como el Oxígeno
(O), Hidrógeno (H), Fósforo (F), Cloro
(CL), Yodo (I) y nitrógeno (N), con la excepción
del anhídrido carbónico, los carbonatos y los
cianuros. Estos compuestos constituyen la mayor cantidad de
sustancias que se encuentran sobre la tierra.
Contienen desde un átomo de
carbono como el gas metano CH4 que
utilizamos como combustible, hasta moléculas muy grandes o
macromoléculas con cientos de miles de átomos de
carbono como el almidón, las proteínas
y los ácidos
nucléicos.
Los compuestos orgánicos formados principalmente por
combinaciones diferentes de carbono, hidrógeno,
oxígeno y nitrógeno, tienen propiedades especiales
que son útiles para el ser humano.
Las cadenas carbonadas pueden ser de dos tipos, cadenas
abiertas ó cadenas cerradas. En estos dos grandes grupos se
encuentran compuestos binarios formados únicamente por
Carbono e Hidrógeno, llamados hidrocarburos,
entre los cuales se encuentran los alcanos,
alquenos, alquinos y aromáticos.
Alcanos
Se les denomina también hidrocarburos
aromáticos o parafinas. Así como
también, la denominación de saturados les viene
porque poseen la máxima cantidad de hidrógeno que
una cadena carbonada puede admitir. La denominación de
parafinas se refiere a su poca actividad química, actividad
limitada que obedece a la estabilidad de los enlaces
carbono-carbono, y a la firmeza con que los átomos de
hidrógeno se unen a la cadena carbonada.
Todos los enlaces dentro de la molécula de alcanos son
de tipo simple. Los alcanos se obtienen mayoritariamente del
petróleo. Son los productos base
para la obtención de otros compuestos
orgánicos.
Propiedades Físicas
1. Estado Físico: a 25°C los
hidrocarburos normales desde C1 hasta C4 son gases, desde C5
hasta C17 son líquidos y desde C18 en adelante son
sólidos.2. Puntos de Ebullición: los puntos de
ebullición muestran un aumento constante al aumentar
el número de átomos de carbono. Sin embargo, la
ramificación de la cadena del alcano disminuye
notablemente el punto de ebullición, porque las
moléculas que forman el compuesto se van haciendo
esféricamente más simétricas y, en
consecuencia, disminuyen las fuerzas de atracción
entre ellas.3. Puntos de Fusión: los alcanos no
muestran el mismo aumento en los puntos de fusión con
el aumento del número de átomos de carbono. Se
observa una alternancia a medida que se progresa de un alcano
con un número par de átomos de carbono, al
siguiente con un número impar de átomos de
carbono. Por ejemplo, el propano (p.f = -187°C) funde a
menor temperatura que el etano (p.f = -172°C) y aun menor
temperatura que el metano (p.f = -183°C). En general, el
punto de fusión aumenta con el número de
átomos de carbono y la simetría de la
molécula.4. Densidad: los alcanos son los menos densos
de los compuestos orgánicos. Todos los alcanos tienen
densidades considerablemente menores a 1g/mL, (la densidad
del agua a 4°C).5. Solubilidad: los alcanos son casi
totalmente insolubles en agua debido a su baja polaridad, y a
su incapacidad de formar enlaces por puentes de
hidrógeno. Los alcanos líquidos son miscibles
entre sí, y generalmente se disuelven en solventes de
baja polaridad.
Reacciones ó Propiedades
Químicas
A temperatura
ambiente los
alcanos son inertes a la mayoría de los reactivos
comunes.
Entre las reacciones más importantes de los alcanos se
encuentran:
1. Combustión: en presencia del calor
producido por una llama, los alcanos reaccionan con el
oxígeno atmosférico originando dioxido de
carbono (g) y agua (combustión completa). En la
reacción se libera una gran cantidad de calor.
2. Halogenación: reacción de
sustitución por radicales libres. En presencia de luz
o calentados a temperatura de 300°C o más, los
alcanos reaccionan con cloro o bromo dando origen a mezclas
de derivados halogenados, y desprendiendo halogenuros de
hidrógeno. La mezcla de derivados halogenados indica
que todos los átomos de hidrógeno del
hidrocarburo son susceptibles de sustitución. La
halogenación se produce por un mecanismo de radicales
libres, en la cual la luz suministra la energía
necesaria para que se realice la reacción.
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