Clasificación de Compuestos Orgánicos

Hay más de 27 millones de compuestos químicos conocidos. Como resultado, estudiarlos por separado es casi imposible. Por lo tanto, existe la necesidad de clasificar los compuestos orgánicos.

Las sustancias orgánicas se pueden clasificar de dos maneras estructural y químicamente, es decir,

• Basado en la estructura
• Basado en el grupo funcional

En la siguiente imagen se describe una clasificación general del compuesto orgánico sobre la base de la estructura.

Compuestos acíclicos

Estos son los compuestos formados al unir átomos de carbono para formar una string abierta. Los compuestos alifáticos son otro nombre para estos productos químicos. 

Su estructura puede ser strings lineales o ramificadas.

Ejemplo de string recta,

• n-butano: CH ₃ ​−CH ₂ ​−CH ₂ ​−CH ₃          

Ejemplo de string ramificada,

• Isobutano:

    

compuestos cíclicos

Estos son los compuestos en los que los átomos de carbono se unen para formar uno o más anillos con o sin heteroátomo. 

Se clasifican además en dos tipos como compuestos homocíclicos y heterocíclicos.

• Homocíclico o carbocíclico: en estos compuestos, el anillo está formado únicamente por átomos de carbono. Los compuestos homocíclicos se dividen además en dos tipos:

1. Compuestos alicíclicos: estos compuestos muestran algunas de las propiedades similares a las de los compuestos alifáticos. En estos compuestos homocíclicos, los átomos de carbono están unidos únicamente por enlaces simples. por ejemplo, ciclopropano, etc. 
2. Compuestos aromáticos: estos compuestos contienen al menos un anillo aromático que se parece al benceno en su comportamiento químico. por ejemplo, benceno, etc.
   • Los compuestos aromáticos se dividen además en compuestos bencenoide y no bencenoide. Al menos un anillo de benceno está presente en la estructura de los compuestos bencenoide y las sustancias no bencenoides tienen un anillo aromático que no es benceno. De este modo.

• Compuestos heterocíclicos: estos compuestos incluyen uno o más heteroátomos como oxígeno, nitrógeno, azufre, etc. en el anillo de átomos de carbono. También se dividen en dos tipos.

1. Compuestos heteroalicíclicos : Los compuestos alicíclicos que contienen al menos un heteroátomo en el anillo se denominan compuestos heteroalicíclicos. por ejemplo, tetrahidrofurano (THF), etc.
2. Compuestos heteroaromáticos : Los compuestos aromáticos que contienen al menos un heteroátomo en el anillo se denominan compuestos heteroaromáticos. por ejemplo, furano, etc.
   • Los compuestos heteroaromáticos se clasifican en compuestos bencenoides y compuestos no bencenoides como,

Clasificación de Compuestos Orgánicos en base al grupo funcional

El grupo funcional es la parte de una molécula que influye en sus características químicas. La química de cada molécula orgánica, independientemente de su tamaño o complejidad, se define por el grupo funcional que contiene.

Los compuestos orgánicos se clasifican de la siguiente manera según su grupo funcional 

S. no.	Clase	Formula general	Grupo funcional	Sufijo/prefijo común (sistemático)
1	hidrocarburos
	alcanos	RH	do-do	-ano
	alquenos	R – CH = CH – R	do = do	-ene
	alquinos	R-C ≡ C-R	do ≡ do	-yne
	Arenes	ArH		-ene
2	Compuestos que contienen halógenos
	haluros de alquilo	R-X	– X	-haluro
	haluros de arilo	ArX		aureola-
3	Compuesto que contiene oxígeno
	alcoholes	R-OH	– OH (hidroxilo)	-ol
	fenoles	Ar-OH	– OH (Fenólico)	-ol
	Éteres	R-O-R’	– C – O – C –	éter
	aldehídos	RCHO		-Alabama
	cetonas	RR’C = O		-una
	Ácido carboxílico	RCO2H _ _		-ácido ic
4	Derivados del ácido carboxílico
	ésteres	RCO 2 R’		-comió
	amidas	RCONHR’		-amidas
5	Compuesto que contiene nitrógeno
	Aminas	RNH 2 , RNHR’	-NH 2 (Amino)	-amina
	Nitrilos	RC ≡ norte	– C ≡ norte	-nitrilo
	Compuestos Nitro	ArNO2 _		nitro-
dónde, R: representa el grupo alquilo y  Ar – representa el grupo arilo

Series homólogas

Una serie homóloga es un conjunto de compuestos orgánicos que incluyen cada uno un grupo funcional distinto y difieren entre sí en la fórmula molecular por el grupo a-CH ₂ -(metileno).

Los miembros individuales de la serie se denominan homólogos y pueden representarse mediante una fórmula molecular genérica. Los homólogos se ordenan en orden creciente de masa molecular en series homólogas.

La fórmula molecular general es, C _n H _{2n + 1} (Grupo funcional)

Por ejemplo, la serie homóloga del alcohol es

Miembro	Nombre
CH 3 OH	Alcohol metílico
C2H5OH _ _ _ _	Alcohol etílico
C3H7OH _ _ _ _	alcohol propílico
C4H9OH _ _ _ _	alcohol butílico

NOTA: El alcohol etílico es un homólogo superior al alcohol metílico pero un homólogo inferior al alcohol propílico

Características de la serie homóloga

Son características de las series homólogas las siguientes:

• Puede usarse la misma fórmula general para expresar homólogos.
• Los homólogos son miembros del mismo grupo funcional.
• Debido a que las fórmulas químicas de los componentes consecutivos cambian según el grupo -CH2, sus pesos moleculares difieren en 14 unidades.
• Los homólogos se pueden sintetizar usando procesos químicos comparables.
• Los homólogos tienen características químicas que son idénticas.
• Las características físicas como el punto de fusión, la temperatura de ebullición, la densidad, la solubilidad, etc., varían entre los homólogos.

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1: Escriba el nombre de la clase del siguiente compuesto orgánico

• CH ₃ – (CH ₂ ) ₃ – CH ₂ – Cl
• CH ₃ – CH ₂ – CH ₂ – NH ₂
• CH ₃ – CH ₂ – OCH ₃

Responder: 

• El primer compuesto contiene un átomo de halógeno (-Cl), por lo tanto, es un haluro de alquilo.
• El segundo compuesto contiene un grupo amino (-NH ₂ ), por lo que es una amina.
• El tercer compuesto contiene un grupo éter, por lo que es un éter.

Pregunta 2: Escriba la fórmula estructural completa del siguiente compuesto orgánico

• 4-etil-3 metil octano
• 2-metilbutan-2-ol
• 2-metilciclohexa-1, 3-dieno

Responder:

4-etil-3 metil octano

2-metilbutan-2-ol

2-metilciclohexa-1, 3-dieno

Pregunta 3: ¿Escribe una nota sobre la serie homóloga y escribe la fórmula molecular general?

Responder:

Serie homóloga es una serie de compuestos orgánicos que contienen características de grupo funcional y los miembros sucesivos se diferencian entre sí por un grupo -CH ₂ .

Los compuestos orgánicos forman series homólogas como alcanos, aquenos, alquinos, alcoholes, aminas, etc.

Fórmula molecular general : C _n H _{2n + 1} (Grupo funcional)

Pregunta 4: Escriba el nombre y la fórmula molecular de los primeros seis homólogos de series homólogas de cloruros de alquilo.

Responder:

Fórmula molecular C _n H _{2n + 1} X

Las primeras 6 series homólogas de cloruro de alquilo son

1. CH ₃ Cl (cloruro de metilo)
2. C ₂ H ₅ Cl (cloruro de etilo)
3. C ₃ H ₇ Cl (cloruro de propilo)
4. C ₄ H ₉ Cl (cloruro de butilo)
5. C ₅ H ₁₁ Cl (cloruro de pentilo)
6. C ₆ H ₁₃ Cl (cloruro de hexilo)

Pregunta 5: Escriba la fórmula estructural de los primeros 4 miembros de la serie homóloga de los siguientes compuestos

• aldehídos
• Ácido carboxílico

Responder: 

aldehídos

1. H-CHO (metanal)
2. CH ₃ – CHO (etanal)
3. CH ₃ – CH ₂ – CHO (propanal)
4. CH ₃ – CH ₂ – CH ₂ – CHO (butunal)

Ácido carboxílico

1. H – COOH (ácido metanoico)
2. CH ₃ – COOH (ácido etanoico)
3. CH ₃ – CH ₂ – COOH (ácido propanoico)
4. CH ₃ – CH ₂ – CH ₂   – COOH (ácido butanoico)

 Pregunta 6: Nombre los siguientes compuestos orgánicos. Enumere los nombres de los grupos funcionales en cada compuesto

Responder:

1. 4-Hydroxypent 2-enal [Grupo funcional: hidroxi, aldehído, alqueno]
2. 4-amino-4-metilpentan-2 uno [Grupo funcional – Amino, ceto]
3. 2-3 dimetil butano-2-3 diol [Grupo funcional – hidroxi]