Química Orgánica QQ 214 Unidad III - Alcanos

Documentos relacionados
HIDROCARBUROS. Definición de Hidrocarburos. Petróleo

UNIDAD II. COMPUESTOS ORGÁNICOS. Tema. Hidrocarburos

ALCANOS. Antología de química. Definición de Hidrocarburos. Clasificación de Hidrocarburos. Clasificación de los Hidrocarburos.

QUIMICA ORGANICA 1 ALCANOS Y CICLOALCANOS 20/08/2010 ALCANOS

Introducción a la Química Orgánica

UNIDAD: Química orgánica UNIDAD DE APRENDIZAJE: Nomenclatura Orgánica. Profesora: Gladys Rivera Jerez

Tiene alguna característica especial el átomo de carbono para encontrarse en el 94 % de los compuestos conocidos?

Clasificación de los alquenos. Nomenclatura de los alquenos. Nomenclatura de los alquenos, continuacion

REACCIONES EN QUÍMICA ORGÁNICA (I)

Hidrocarburos: nomenclatura e isomería 0QOGPENCVWTC FG

TEMA 2 CLASIFICACION Y NOMECLATURA DE LOS COMPUESTOS ORGANICOS

Química Orgánica. por átomos de carbono. A diferencia de otros

La Química Orgánica es el estudio de los compuestos de carbono. El carbono puede formar más compuestos

EN QUÉ CONSISTE EL FENÓMENO DE LA ISOMERÍA?

QUÍMICA. 2º Bachilerrato orgánica Estereoisomería:

ORGÁNICA II Escribe la reacción de cloruro de hidrógeno con el propeno, nombrando el producto de la reacción: enuncia la regla que has aplicado.

PROFESOR JANO QUÍMICA

ÍNDICE DE CONTENIDOS

PROPIEDADES QUÍMICAS DE HIDROCARBUROS (PARTE I)

HIDROCARBUROS INSATURADOS ALQUENOS Y ALQUINOS

UNIDAD II HIDROCARBUROS ALIFÁTICOS

ESTRUCTURA DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

Tema 11: Química Orgánica

Formulación orgánica

Quimica orgánica básica

montagepages.fuselabs.com

CUÁLES SON LAS REACCIONES PRINCIPALES Y LOS MÉTODOS DE OBTENCIÓN MÁS COMUNES DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS?

EJEMPLOS DE PREGUNTA. Prueba de QUÍMICA. febrero 2010

Química Orgánica General

Susana Latorre Licenciada en Ciencias químicas

Tema 9. Química Orgánica

Química del Carbono, Curso /05/2014. Tema 9. Química del Carbono. El carbono: Z=6 A=12. C =1s 2 2s 2 p 2

Tema 1: Estructura atómica y enlace químico.

FORMULACIÓN DE QUÍMICA ORGÁNICA 1- HIDROCARBUROS DE CADENA ABIERTA A) ALCANOS

Preguntas de preparación para el laboratorio. Después de leer cuidadosamente el experimento, conteste las siguientes preguntas.

Ejercicios PAU orgánica

Reacciones de Adición

Química orgánica. Cuarto Medio 25/06

Tema 11. CONCEPTOS FUNDAMENTALES EN QUÍMICA ORGÁNICA

Ejercicios variados resueltos

PROBLEMAS DE ESTEQUIOMETRÍA DE 1º DE BACHILLERATO

Hibridación de orbitales.

USOS Y FUENTES DE ALCANOS

Los principales grupos funcionales son los siguientes:

Colegio Santa María del Carmen Alicante Departamento Científico Matemático

SOLUCIONARIO Guía Estándar Anual Reactividad en química orgánica II

Elementos y compuestos químicos

UNIDAD IV ALCOHOLES. Alcoholes: Usos, propiedades y aplicaciones. Pte. M. en C.Q. Macaria Hernández Chávez

Guía de Ejercicios N 1 Hidrocarburos alifáticos y aromáticos

Colegio Superior de Señoritas Tema: Formación de Compuestos Químicos Septiembre 2010 Prof.: NVM 8vo Nivel Departamento de Ciencias

ESTRUCTURA DE LA MATERIA QCA 01 ANDALUCÍA. 1.- Defina: a) Energía de ionización. b) Afinidad electrónica. c) Electronegatividad.

UNIDAD I Relaciones estequiométricas

FUNDAMENTOS DE LA NOMENCLATURA DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS

HIDROXIDOS (BASES) Nomenclatura Tradicional Regla 1: Si se trata de un elemento univalente se escribe la palabra Hidróxido + Raíz del elemento + ico.

ORGÁNICA I. 1.- Escribir y nombrar el compuesto obtenido por reacción entre a) el ácido acético y el 2-propanol. b) cloruro de acetilo con agua.

Colegio San Lorenzo - Copiapó - Región de Atacama Per Laborem ad Lucem

FORMULACIÓN BÁSICA QUÍMICA ORGÁNICA

QUÍMICA // 2º BACHILLERATO.

2

Masas atómicas (g/mol): O = 16; S = 32; Zn = 65,4. Sol: a) 847 L; b) 710,9 g; c) 1,01 atm.

UANL UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON PREPARATORIA 23

ENLACES QUÍMICOS. Los enlaces químicos, son las fuerzas que mantienen unidos a los átomos.

a) El compuesto de formula es el 2-cloro-3-metil-2-buteno.

Química orgánica: Rama de la química que estudia a los compuestos del carbono.

Tarea. Sustitución Nucleofílica Alifática

Explicación de las propiedades y los estados de agregación en los compuestos químicos en función de los tipos de enlace. vs.

2.- Principales familias de compuestos orgánicos: - Hidrocarburos alifáticos: alcanos, alquenos y alquinos. - Hidrocarburos aromáticos.

Química del Carbono Estructura molecular de los compuestos del carbono Introducción a la química orgánica

- Leyes ponderales: Las leyes ponderales relacionan las masas de las sustancias que intervienen en una reacción química.

ISOMERÍA. Isómeros con fórmula molecular C4H10

Estructura de las moléculas orgánicas

Estructura del grupo carbonilo

TEMA 2. Grupos funcionales con enlaces simples.

CAMBIOS QUÍMICOS ACTIVIDADES DE REFUERZO ACTIVIDADES FICHA 1

Ác. Carboxílicos -COOH unido al número necesario de

UNIDAD II HIDROCARBUROS ALIFÁTICOS

León Felipe Otálvaro Tamayo Química Orgánica I 1 CONCEPTOS BÁSICOS DE NOMENCLATURA

CH 2=CH 2 + H 2O. E. de hidrógeno H2SO4 180ºC. R: Radical alquílico CH3

ENLACE QUÍMICO 2º BACH EJERCICIOS DE ENLACE QUÍMICO DEL LIBRO 28. H-CHO H C = O : CH 3 OH H C O H H H H C O C H H H CH 3 OCH 3

ÍNDICE REACCIONES QUÍMICAS. Nela Álamos Colegio Alcaste

Lección 9: HALUROS DE ALQUILO I

FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE QUÍMICA ORGÁNICA

FÍSICA Y QUÍMICA 4º ESO Apuntes: Química del carbono

DEPARTAMENTO DE FÍSICA, BIOLOGÍA Y QUÍMICA III

LECTURA DIFERENCIA ENTRE METALES Y NO METALES POR SU COMPORTAMIENTO FRENTE AL OXÍGENO.

Capitulo 8 Fuerzas intermoleculares.

QUÍMICA de 2º de BACHILLERATO QUÍMICA DEL CARBONO

GUÍA DE EJERCICIOS # 17 PRINCIPIOS DE REACTIVIDAD EN QUÍMICA ORGÁNICA Y TIPOS DE REACCIONES

ALCANOS. Cicloalcanos: pf, pe y densidad más altos que el alcano con el mismo número de carbonos. Constituyentes del petróleo

PRACTICA DE LABORATORIO SEMANA 19 y 20 PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE ALCOHOLES Y FENOLES Elaborado por: Licda. Lilian Judith Guzmán Melgar

1.4.3 Nomenclatura de los compuestos

COLECCIÓN DE PROBLEMAS TEMA 0 QUÍMICA 2º BACHILLERATO. SANTILLANA. Dónde habrá mayor número de átomos, en 1 mol de metanol o en 1 mol

Para responder ésta Guía deberá leer el capítulo 11 de su libro de texto. A. Generalidades de Química Orgánica

FÍSICA Y QUÍMICA 1º Bachillerato Ejercicios: Química orgánica

Guía del docente. 1. Descripción curricular:

TEMA 2. CLASIFICACION Y NOMECLATURA DE LOS COMPUESTOS ORGANICOS.

QUÍMICA ORGÁNICA P.A.U. 2º BACH.

Planificación didáctica de PRUEBA DE ACCESO A: GRADO SUPERIOR

QUÍMICA IV UNIDAD REACCIONES QUÍMICAS ORGÁNICAS E INORGÁNICAS

Transcripción:

Química Orgánica QQ 214 Unidad III - Alcanos Ing. Roque Castillo rocas.qq214@gmail.com Consulta: Lunes - Jueves 1pm 2:30 pm

División de Compuestos Orgánicos Alcanos y Cicloalcanos (saturados) Alifáticos Alquenos y Dienos (insaturados) Compuestos Orgánicos Alquinos (insaturados) Benceno y sus derivados Aromáticos Heterocíclicos (otros átomos diferentes del carbono: N, P, O, S)

Propiedades Físicas de los Alcanos A los alcanos se les conoce como parafinas Del latín Parum affinis que significa poca afinidad Muestran poca afinidad por otras sustancias Químicamente inertes a la mayoría de los reactivos de laboratorio Reaccionan con el oxígeno, halógenos, y algunas pocas sustancias bajo las condiciones apropiadas Enlaces no polares Dominan las fuerzas de Van der Waals entre moléculas

Propiedades Físicas de los Alcanos Los alcanos muestran incrementos regulas en ambos, punto de ebullición y fusión a medidas que el peso molecular aumenta. Debido a la presencia de fuerzas de dispersión débiles entre moléculas Las fuerzas de dispersión aumentan a medida que el tamaño molecular aumenta La fusión y la ebullición ocurre cuando la suficiente energía térmica es aplicada para vencer las fuerzas de dispersión. Los cuatro primeros alcanos son gases Los trece siguientes son líquidos a temp. ambiente (C 5 -C 17 ) A partir del alcanos de 18 carbonos, son sólidos.

Propiedades Físicas de los Alcanos El punto de ebullición aumenta de 20 a 30 grados centígrados por cada carbono que se agrega a la cadena. Un alcano ramificado de igual número de carbonos tiene un punto de ebullición mas bajo que un alcano de cadena lineal. Punto de fusión Punto de ebullición Número de carbonos

Alcanos: Fuentes Naturales Petróleo y hulla son las fuentes naturales principales de alcanos. Se trata de mezcla de miles de compuestos orgánicos, la mayoría hidrocarburos formados por la decomposición y degradación de plantas y animales marinos. El metano, el más simple alcano, conocido también como biogas, es producto de la descomposición anaerobica de materia orgánica. En su mayoría, los hidrocarburos de petróleo se queman como combustible, pero una pequeña porción se convierte en productos petroquímicos como plásticos, fibras, colorantes, detergentes, fármacos, plaguicidas y otros.

Alcanos Alcanos son los más simples de la familia de las moleculas de compuestos orgánicos. Alcano Un compuesto de carbono e hidrógeno que contiene enlaces simples carbono-carbono. Fórmula General C n H 2n+2 donde n es un entero metano etano propano butano

Alcanos Los alcanos son frecuentemente descritos como hidrocarburos saturados. Hidrocarburos Contiene solo carbono e hidrógeno Saturado Contiene un máximo posible de número de hidrógenos por carbono y tiene solo enlaces sencillos C-C y C-H Los alcanos son ocasionalmente referidos como compuestos alifáticos, nombre derivado de la palabra griega aleiphas, que significa grasa Típica grasa animal

Alcanos y Estructuras de Alcanos Estructuras de alcanos representativos Metano Etano Propano Butano Isobutano Pentano 2-metilpropano 2,2-dimetilpropano

Alcanos Alcanos de cadena lineal o alcanos normales Alcanos cuyos átomos de carbono estan conectados sin ramificación. Metano Etano Propano Alcanos de cadena ramificada Alcannos que contienen ramificaciones de enlaces de carbono, en oposición a los alcanos de cadena lineal. 2-metilbutano Isobutano

Alcanos e Isómeros Isómeros Del griego isos + meros que significa hecho de las mismas partes Compuestos que tienen la misma formula molecular pero diferente estructura. Pentano, C 5 H 12 2-metilbutano, C 5 H 12 2,2-dimetilpropano, C 5 H 12

Alcanos e Isómeros Isómeros Constitucionales Isómeros que tiene los mismos tipos y números de átomos que están conectados en diferentes arreglos. Pueden tener diferentes esqueletos de carbono, diferentes grupos funcionales, o diferentes posiciones de los grupos funcionales. Diferentes esqueletos de carbono C 4 H 10 Diferentes grupos funcionales C 2 H 6 O 2-metilpropano metanol butano dimetiléter Diferentes posiciones de grupos funcionales C 3 H 9 N isopropilamina propilamina

Alcanos e Isómeros Un alcano puede dibujarse arbitrariamente en muchas maneras. Representationes del butano n-c 4 H 10 donde n denota normal (cadena lineal) Estas representaciones indican solo las coneccciones entre átomos. Estas representaciones no implican una particular geometría tridimensional. Químicos raramente dibujan todas los enlaces en una molécula y usualmente se refieren a la fórmula condensada.

Nomenclatura de Alcanos Nombres de alcanos de cadena lineal Nombrados de acuerdo con el número de carbonos en la molécula, con la excepción de los primeros cuatro alcanos. Nombres basados en números griegos Sufijo ano adicionado para identificar la molécula del alcano Nombre de alcanos de cadena lineal No. de carbonos (n) Nombre No. de carbonos (n) Nombre Metano Etano Propano Butano Pentano Hexano Heptano Octano Nonano Decano Undecano Dodecano Eicosano Triacontano

Ejemplo Dibuje las estructuras de los isómeros Proponga estructuras para dos isómeros con la fórmula C 2 H 7 N.

Ejemplo Dibuje las estructuras de los isómeros Estrategia Sabemos que el carbono tiene 4 enlaces, el nitrógeno forma 3 y el hidrógeno forma uno. Escriba primero los átomos del carbono Entonces use una combinación de prueba y error para colocar las piezas juntas

Ejemplo Dibuje las estructuras de los isómeros Solución Hay dos estructuras isoméricas Una con la conección C-C-N Una con la conección C-N-C Estas piezas dan estas estructuras.

Grupos Alquilo Grupo alquil La estructura parcial que permanece cuando un átomo de hidrógeno es removido de un alcano. Compuestos no estables Para nombrar un grupo alquilo reemplace -ano por -ilo Methane Metano CH 4 Metil methyl CH 3 Etano Ethane CH 3 CH 3 Etil ethyl CH 2 CH 3 Metano Etano Propano Butano Pentano Metil (Me) Etil (Et) Propil (Pr) Butil (Bu) Pentil o amil

Grupos alquilo Combinando grupos alquilo con varios grupos funcionales se generan cientos de compuestos. Cadenas lineales son generados por la remoción de un hidrógeno en el carbono final. metano un grupo metil alcohol metílico metilamina

Grupos Alquilo Grupos alquilo ramificados son generaldos por la remoción de un hidrógeno de un átomo de carbono interno. propano propil isopropil butano butil sec-butil isobutano isobutil tert-butil

Reacciones son como recetas de cocina Debes saber los ingredientes que lleva la receta (reactantes) Debes saber el procedimiento de realizar la receta, e.g. la temperatura del horno (condiciones de reacción) Debes saber que obtendrás de la receta, una vez mezclados los ingredientes en la cantidad adecuada y en las condiciones específicas (producto)

Ingredientes Condiciones específicas Platillo Reactantes Condiciones específicas Producto

Síntesis de Alcanos

1. Hidrogenación de alquenos Datos Con que se cuenta? Alqueno Que se desea obtener? Alcano

1. Hidrogenación de alquenos Reacción Genérica C H H 2 C H n 2n Pt/C, Pd/C o Ni n 2n+2 alqueno alcano Catalizadores: Pt - Platino, Pd Paladio, Ni Níquel El Platino y Paladio se colocan sobre carbón fino El Platino usualmente se usa en forma de PtO 2

1. Hidrogenación de alquenos Ejemplos 2-metil-2-buteno 2-metilbutano 2-metil-1-buteno 2-metilbutano 3-metil-1-buteno 2-metilbutano

2. Reducción de Halogenuros de alquilo (a) Hidrólisis de reactivos de Grignard (b) Reducción con metal y ácido

(a) Hidrólisis de reactivos de Grignard Datos Con que se cuenta? Halogenuro de alquilo, RX Que se desea obtener? Alcano, R-H Reacción de sustitución, primeramente del halógeno por el magnesio y seguidamente del magnesio y halógeno por el hidrógeno.

(a) Hidrólisis de reactivos de Grignard éter Halogenuro de alquilo magnesio Reactivo de Grignard alcano (1) Se hace reaccionar el halogenuro de alquilo con magnesio en éter para formar el reactivo de Grignard. (2) El reactivo de Grignard resultante se hace reaccionar con agua para formar el alcano. La función del éter en la reacción es de solvente.

(a) Hidrólisis de reactivos de Grignard El reactivo de Grignard es un compuesto organometálico. Organometálico significa que contiene un carbono unido a un metal. Metales más comunes: Li, Mg, Cu Enlace polar El compuesto de Grignard es muy reactivo: se combina con numerosas sustancias inorgánicas que incluyen agua, dióxido de carbono y oxigeno, y con la mayoría de los compuestos orgánicos; en muchos de estos casos, la reacción proporciona la mejor ruta para obtener un tipo particular de sustancia orgánica.

(a) Hidrólisis de reactivos de Grignard La reacción con agua para formar un alcana es típica del comportamiento del reactivo de Grignard con los ácidos, y de muchas de las sustancias organometalicas mas reactivas. En vista del marcado carácter carbanionico del grupo alquilo, podemos considerar que el reactivo de Grignard es la sal magnésica, RMgX del muy débil ácido R H. La reacción es tan solo el desplazamiento del acido mas débil. R H. de su sal por el acido mas fuerte, HOH.

(a) Hidrólisis de reactivos de Grignard Un compuesto con hidrogeno unido a oxígeno o nitrógeno es mucho mas acido que un alcano. por lo que puede descomponer un reactivo de Grignard: por ejemplo, amoníaco (NH 3 ) o un alcohol.

(a) Hidrólisis de reactivos de Grignard 2-bromobutano butano Mg H 2 O Br 3-bromopentano MgBr pentano

(a) Reducción con ácido y un metal Datos Con que se cuenta? Halogenuro de alquilo, RX Que se desea obtener? Alcano, R-H Reacción de sustitución, el halógeno es sustituído por un hidrógeno.

(a) Reducción con ácido y un metal Halogenuro de alquilo alcano (1) El halogenuro de alquilo reacciona con Zinc metálico en medio ácido. (2) Se realiza la sustitución del halógeno por un hidrógeno, para formar el alcano. (3) El zinc se oxida (pierde electrones), dado que comienza como átomo neutro y en los productos se muestra como catión +2.

(a) Reducción con ácido y un metal Br Zn, H + Bromuro de sec-butilo n- butano

3. Acoplamiento de halogenuros de alquilo con compuestos organometalicos Datos Con que se cuenta? Halogenuro de alquilo, RX [1, 2 ó 3 ] Halogenuro de alquilo R X [debe ser 1 ] Que se desea obtener? Alcano, R-H Reacción de sustitución, que produce un alcano con una cadena de carbonos mas extensa que la cadena de reactivo inicial.

3. Acoplamiento de halogenuros de alquilo con compuestos organometalicos Halogenuro de alquilo 1, 2 o 3 Halogenuro de cobre Halogenuro de alquilo Debe ser 1 (1) Se hace reaccionar el halogenuro de alquilo con litio (Li). (2) Luego el alquil-litio reacciona con un halogenuro de cobre. (3) El dicuproalquil-litio puede acoplarse con una cadena de carbonos de un halogenuro de alquilo primario. (4) El acoplamiento se realiza en los carbonos que tenían los enlaces con los halógenos.

3. Acoplamiento de halogenuros de alquilo con compuestos órgano-metálicos Cloruro de etilo Etil-litio Cuprodietil-litio Bromuro de n-heptano n-nonano

Reacciones de Alcanos

1. Halogenación Datos Con que se cuenta? Alcano Que se desea obtener? Halogenuro de alquilo

1. Halogenación calor o luz alcano Halogenuro de alquilo Reactividad X 2 : Cl 2 > Br 2 H : 3 > 2 > 1 > CH 3 -H Usualmente una mezcla de compuestos Los halogenuros de alquilo que se forman primeros son por la sustitución de un hidrógeno terciario (hidrógeno unido a un carbono terciario) por el halógeno, luego se forman los halogenuros por la sustitución de un hidrógeno secundario, y por ultimo se forman los halogenuros por la sustitución de un hidrógeno primario.

1. Halogenación La halogenación se lleva a cabo por un mecanismo de radicales libres. Mecanismo de la monobromación del etano: Paso de iniciación Paso de propagación Paso de terminación

1. Halogenación butano 2,2,5 - trimetilhexano

2. Combustión Datos Con que se cuenta? Alcano Que se desea obtener? Dióxido de carbono (CO 2 ) y agua (H 2 O)

2. Combustión CC nn HH 2nn+2 + eeeeeeeeeeee OO 2 nnnnnn 2 + nn + 1 HH 2 OO Los alcanos, en un exceso de oxígeno y en presencia de una llama se queman formando dióxido de carbono y agua. Combustión del pentano CC 5 HH 12 + eeeeeeeeeeee OO 2 5CCCC 2 + 6HH 2 OO n-pentano

Bibliografía Bruice, P. Y. (2010). Química Orgánica (Sexta ed.). EEUU: Prentice Hall. McMurry, J. (2008). Química Orgánica (Séptima ed.). EEUU: Thomson.Brooks/Cole. Solomons, G., Fryhle, C., & Snyder, S. (2014). Química Orgánica (Undécima ed.). EEUU: John Wiley & Sons, Inc.