tipos de cadena de carbono

Una cadena carbonada es el esqueleto de prácticamente todos los compuestos orgánicos y está formada por un conjunto de varios átomos de carbono, unidos entre sí mediante enlaces covalentes carbono-carbono y a la que se unen o agregan otros átomos como hidrógeno, oxígeno o nitrógeno, formando variadas estructuras, lo que origina infinidad de compuestos diferentes.¹

La facilidad del carbono para formar largas cadenas es casi específica de este elemento y es la razón del elevado número de compuestos de carbono conocidos, si lo comparamos con compuestos de otros átomos.² Las cadenas carbonadas son bastante estables y no sufren variación en la mayoría de las reacciones orgánicas.

La forma más sencilla entre los átomos de carbono es la siguiente:

Como el par de electrones (enlace covalente) se puede representar por medio de un guión; resulta:

Las cadenas que presentan los átomos de carbono en forma consecutiva, como las arriba representadas, se denominan lineales onormales. Además, por tener los extremos libres, se llaman abiertas o acíclicas.
En otras ocaciones las cadenas tienen mayor complejidad:

Estas estructuras reciben el nombre de cadenas ramificadas.
En algunos casos, los extremos de la cadena se unen formando un anillo o ciclo:

Este tipo de cadena se llaman cerradas o cíclicas. Los ciclos más comunes están formados por cinco (5) o seis (6) átomos de carbono.

compuestos organicos-hidrocarburos

Compuesto orgánico o molécula orgánica es una sustancia química que contiene carbono, formando enlaces carbono-carbono ycarbono-hidrógeno. En muchos casos contienen oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo, boro, halógenos y otros elementos menos frecuentes en su estado natural. Estos compuestos se denominan moléculas orgánicas. Algunos compuestos del carbono, carburos, los carbonatos y los óxidos de carbono, no son moléculas orgánicas. La principal característica de estas sustancias es que arden y pueden ser quemadas (son compuestos combustibles). La mayoría de los compuestos orgánicos se producen de forma artificial mediante síntesis química aunque algunos todavía se extraen de fuentes naturales.
Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. La estructura molecular consiste en un armazón de átomos de carbono a los que se unen los átomos de hidrógeno. Los hidrocarburos son los compuestos básicos de la Química Orgánica. Las cadenas de átomos de carbono pueden ser lineales o ramificadas y abiertas o cerradas. Los que tienen en su molécula otros elementos químicos (heteroátomos),se denominan.

alcanos

Los alcanos son hidrocarburos, es decir, que tienen solo átomos de carbono e hidrógeno. La fórmula general para alcanos alifáticos (de cadena lineal) es C_nH_2n+2,¹ y para cicloalcanos es C_nH_2n.² También reciben el nombre de hidrocarburos saturados.

Los alcanos son compuestos formados solo por átomos de carbono e hidrógeno, no presentan funcionalización alguna, es decir, sin la presencia de grupos funcionales como el carbonilo (-CO), carboxilo (-COOH), amida (-CON=), etc. La relación C/H es de C_nH_2n+2 siendo n el número de átomos de carbono de la molécula, (como se verá después esto es válido para alcanos de cadena lineal y cadena ramificada pero no para alcanos cíclicos). Esto hace que su reactividad sea muy reducida en comparación con otros compuestos orgánicos, y es la causa de su nombre no sistemático: parafinas (del latín, poca afinidad). Todos los enlaces dentro de las moléculas de alcano son de tipo simple o sigma, es decir, covalentes por compartición de un par de electrones en un orbital s, por lo cual la estructura de un alcano sería de la forma:

grupos alquilo

El grupo alquilo (nombre derivado de alcano con la terminación ilo) es un sustituyente, formado por la separación de un átomo dehidrógeno de un hidrocarburo saturado o alcano,¹ para que así el alcano pueda enlazarse a otro átomo o grupo de átomos.

Se puede suponer que un grupo alquilo puede formarse a partir de un alcano, pero estos grupos no existen por separado (en ese caso se llaman radicales alquilo), o sea, los grupos alquilo no son compuestos en sí mismos, sino partes de compuestos mayores.² Los grupos alquilo siempre se encuentran unidos a otro átomo o grupo de átomos, como en el gráfico de la derecha.

Grupo alquilo Estructura Fórmula Cadena y Tipo de alquilo Ejemplo
Butil o butilo CH3-CH2-CH2-CH2- Cadena lineal
Alquilo primario
sec-butil CH3-CH-CH2-CH3 Cadena lineal
Alquilo secundario
2-metilpropil
ó Isobutil CH3-CH(CH3)-CH2- Cadena ramificada
Alquilo primario
ter-butil CH3-C(CH3)-CH3 Cadena ramificada
Alquilo Terciario
[editar]Ejemplos de grupos alquilo
A continuación se dan los nombres de algunos grupos alquilo típicos:
Grupo funcional Símbolo Fórmula Estructura Prefijo Sufijo Ejemplo
Grupo metilo
Me -CH3 metil- -metano
Grupo etilo
Et -CH2CH3 etil- -etano
Grupo propilo
n-Pr -CH2CH2CH3 propil- N-propano
i-Pr -CH(CH3)2 isopropil- isopropano 

 

alquenos

Los alquenos son hidrocarburos que tienen un doble enlace carbono-carbono. La palabra olefina se usa con frecuencia como sinónimo, pero el término preferido es alqueno. Los alquenos abundan en la naturaleza. Por ejemplo, el etileno es una hormona vegetal que induce la maduración de las frutas. Sería imposible la vida sin alquenos como el b-caroteno, compuesto que contiene once dobles enlaces. Es un pigmento anaranjado que produce el color de las zanahorias y una valiosa fuente dietética de vitamina A; también se cree que proporciona cierta protección contra algunos tipos de cáncer.

Debido a su doble enlace un alqueno tiene menos hidrógenos que un alcano con la misma cantidad de carbonos, C_nH_2n para el alqueno versus, C_nH_2n+2 para el alcano, el alqueno se llama no saturado. Por ejemplo, el etileno tiene la fórmula C₂H₄, mientras que la fórmula del etano es C₂H₆.

En general, cada anillo o doble enlace en una molécula corresponde a una pérdida de dos hidrógenos respecto a la fórmula de su alcano, C_nH_2n+2. Si se conoce esta relación, es posible avanzar hacia atrás, desde una fórmula molecular, para calcular el grado de insaturación de ella, que es la cantidad de anillos, enlaces múltiples o ambos que contiene.

alquinos

Los alquinos son un tipo de hidrocarburos caracterizado por la presencia en su estructura de un triple enlace a modo de grupo funcional entre carbonos, el cual confiere las propiedades químicas, comportamiento o reactividad propia de este tipo de compuestos.

Los alquinos siguen la fórmula CnH2n-2, y sus átomos de carbono poseen una hibridación de tipo sp.

Los alquinos tienen puntos de ebullición parecidos a su correspondiente alqueno o alcano. Cabe destacar el caso del etino, el cual no tiene punto de ebullición a presión normal o atmosférica, pues sublima a los -84ºC.

A continuación se resumirá la reactividad que le confiere el triple enlace a los alquinos, aunque se menos que en el caso de los alquenos, esta le le confiere sus propiedades químicas:

Los alquinos pueden ser obtenidos a través de un proceso de eliminación del grupo HX(donde X es un halógeno), partiendo de halogenuros de alquilo, proceso similar al utilizado en los alquenos. En cambio, como un alquino se encuentra insaturado por partida doble, es vital proceder a la eliminación de dos moléculas de HX.

El proceso de halogenación y deshidrohalogenación, constituyen un método aceptable y útil para la transformación de un alqueno en un alquino, ya que los dihalogenuros que se necesitan para el proceso anteriormente mencionado, se pueden obtener de manera sencilla al adicionar un halógeno como un bromo o un cloro a un alqueno.

grupos funcionales

Para comprender lo que son o significan los grupos funcionales es necesario adentrarnos o repasar el mundo de la quimica organica donde el carbono es la figura principal.

El carbono (C) está ubicado en la segunda hilera de la tabla periodica y tiene cuatro electrones de enlace en su envoltura de valencia. Al igual que otros no metales, el carbono necesita ocho electrones para completar su envoltura de valencia.

Por consiguiente, el carbono puede formar hasta cuatro enlaces con otros átomos (cada enlace representa uno de los electrones del carbono y uno de los electrones del átomo que se enlazan).

Cada valencia de electrón participa en el enlace, por consiguiente el enlace del átomo de carbono se distribuirá de modo uniforme sobre la superficie del átomo.

Estos enlaces forman un tetradrón (una pirámide con una punta en la parte superior), como se ilustra en la figura a la derecha.

La diversidad de los productos químicos orgánicos se debe a la infinidad de opciones que brinda el carbono para enlazarse con otros átomos. Los químicos orgánicos más simples, llamados hidrocarburos, contienen sólo carbono y átomos de hidrógeno; el hidrocarburo más simple (llamado metano) contiene un solo átomo de carbono enlazado a cuatro átomos de hidrógeno.