Un hidrocarburo es un compuesto formado por hidrógeno y carbono, y un hidrocarburo saturado es aquel en el que los átomos de carbono están unidos por un solo enlace. Un hidrocarburo saturado no es reactivo, pero cuando se introduce otro ‘átomo’ o ‘grupo de átomos’, la molécula resultante se vuelve altamente reactiva. El otro ‘átomo’ o ‘grupo de átomos’ en un compuesto de carbono se llama grupo funcional. Los diversos grupos funcionales se analizan más adelante.
¿Qué son los grupos funcionales?
Un grupo funcional es un átomo o un grupo de átomos que hace que un compuesto de carbono o un compuesto orgánico sea reactivo y determina sus propiedades.
Los grupos funcionales son átomos dentro de moléculas que tienen propiedades distintas independientemente de los otros átomos en la molécula. En química orgánica, los grupos funcionales son los átomos sustituyentes o grupos de átomos que están conectados a ciertas moléculas. Un grupo funcional es un grupo de átomos o enlaces dentro de una sustancia que es responsable de las reacciones químicas distintivas de la sustancia. El grupo halo, el grupo alcohol, el grupo aldehído, el grupo cetona, el grupo ácido carboxílico, el grupo alqueno, el grupo alquino son algunos de los grupos funcionales más importantes en química orgánica. Las siguientes partes recorren cada uno de estos grupos.
grupo halo
Dependiendo de si el átomo de cloro, bromo o yodo está unido a un átomo de carbono del compuesto orgánico, el grupo halo puede ser cloro (-Cl), bromo (-Br) o yodo (-I). Dado que los elementos cloro, bromo y yodo se conocen colectivamente como halógeno, los grupos cloro, bromo y yodo se denominan grupos halo y se indican con el símbolo -X. Dado que el clorometano (CH 3 -Cl) tiene el grupo cloro, el bromometano (CH 3 -Br) contiene el grupo bromo y el yodometano (CH 3 -I) contiene el grupo yodo, el grupo halo se puede encontrar en el clorometano, bromometano y yodometano. El grupo halógeno es otro nombre para el grupo halo. El grupo halo es la abreviatura del grupo halógeno.
Los haloalcanos se forman cuando un átomo de hidrógeno en un alcano se reemplaza con un átomo de halógeno. Los haloalcanos tienen la fórmula general C n H 2n+1 X , donde X representa los halógenos. RX es la fórmula de los haloalcanos, donde R es un grupo alquilo y X es el átomo de halógeno. Los átomos de halógeno (Cl, Br o I) sirven como heteroátomo en los haloalcanos.
grupo alcohólico
Un átomo de oxígeno y uno de hidrógeno se unen para formar el grupo alcohol (-OH). El grupo alcohólico o hidroxilo es otro nombre para el grupo alcohol. Los alcoholes son compuestos orgánicos que incluyen el grupo alcohol. Cualquier clase de compuestos orgánicos que incluyan uno o más grupos hidroxilo (OH) unidos a un átomo de carbono del grupo alquilo es un grupo alcohólico.
Los alcoholes son derivados orgánicos del agua (H 2 O) en los que uno de los átomos de hidrógeno ha sido reemplazado por un grupo alquilo, que a menudo se representa por R en las estructuras orgánicas.
El grupo etilo, por ejemplo, es el grupo alquilo en etanol C 2 H 5 OH (o alcohol etílico). El alcohol se obtiene reemplazando un grupo hidroxilo con un átomo de hidrógeno en un alcano. Las series homólogas de alcoholes tienen la fórmula general C n H 2n+1 OH.
Entre los compuestos orgánicos más comunes se encuentran los alcoholes. Se emplean como edulcorantes y en la fabricación de perfumes, además de ser importantes intermediarios en la síntesis de otros compuestos. También se encuentran entre los productos químicos orgánicos más producidos en la industria. El etanol y el metanol (o alcohol metílico) son dos de los alcoholes más conocidos.
grupo aldehído
Un átomo de carbono, un átomo de hidrógeno y un átomo de oxígeno se unen para formar el grupo aldehído (-CHO). Cualquier compuesto orgánico en el que un átomo de carbono tiene un enlace doble con un átomo de oxígeno, un enlace sencillo con un átomo de hidrógeno y un enlace sencillo con otro átomo o grupo de átomos (designado R en fórmulas químicas generales y diagramas de estructura) se denomina compuesto. aldehído.
Todos los aldehídos contienen el grupo carbonilo, que es un doble enlace entre el carbono y el oxígeno.
Los aldehídos tienen la fórmula molecular general C n H 2n O , donde n es el número de átomos de carbono en una molécula. Muchos aldehídos tienen olores agradables y se crean por deshidrogenación (eliminación de hidrógeno) de los alcoholes, de ahí el origen del término «aldehído». Los dos aldehídos simples son formaldehído HCHO también conocido como metanal y acetaldehído CH 3 CHO también conocido como etanal.
grupo cetona
Un átomo de carbono y un átomo de oxígeno forman el grupo cetona (-CO-). La presencia de un grupo carbonilo, en el que el átomo de carbono está unido covalentemente a un átomo de oxígeno, distingue a la cetona de otras moléculas orgánicas. El átomo de carbono está unido por un doble enlace al átomo de oxígeno. Los grupos alquilo o radicales hidrocarbonados (R) forman los dos enlaces restantes.
Dado que un grupo cetona siempre se encuentra en el medio de una string de carbono, una cetona debe tener al menos tres átomos de carbono en sus moléculas, un átomo de carbono del grupo cetona y dos átomos de carbono en ambos lados. Las cetonas con menos de tres átomos de carbono no son realmente posibles.
La cetona tiene la fórmula molecular general C n H 2n O donde n es el número de átomos de carbono en una molécula. La cetona más simple es la acetona CH 3 COCH 3 , también conocida como propanona. Los efectos fisiológicos de las moléculas de cetona son significativos. Pueden estar presentes en una variedad de azúcares, así como en productos químicos farmacéuticos, como hormonas esteroides naturales y sintéticas. El medicamento antiinflamatorio cortisona contiene tres grupos de cetonas en sus moléculas.
Grupo de ácido carboxílico
Un ácido carboxílico es una molécula orgánica con un átomo de carbono (C) unido por doble enlace a un átomo de oxígeno (O) y un grupo hidroxilo (OH) unido por un solo enlace. El átomo de carbono está unido a un átomo de hidrógeno (H) u otro grupo de combinación univalente por un cuarto enlace. Los grupos carbonilo (C=O) e hidroxilo (-OH) forman tres grupos carboxilo (-COOH).
Los ácidos carboxílicos, a menudo conocidos como ácidos orgánicos, son moléculas orgánicas que incluyen el grupo ácido carboxílico. Los ácidos carboxílicos a veces se conocen como ácidos alcanoicos.
La serie homóloga de ácidos carboxílicos tiene la fórmula general R-COOH , donde R representa un grupo alquilo. El ácido acético CH 3 COOH, también conocido como ácido etanoico, es el ácido carboxílico más común. La acidez es la propiedad química más importante de los ácidos carboxílicos. Son más ácidos que otros compuestos orgánicos con grupos hidroxilo pero menos ácidos que los conocidos ácidos minerales.
Grupos alqueno y alquino
El grupo alqueno es un doble enlace carbono-carbono. El grupo alqueno está presente en eteno y propeno, entre otros. Los compuestos que contienen el grupo alqueno se conocen como alquenos. Las series homólogas de alquenos tienen la fórmula general C n H 2n , donde n es el número de átomos de carbono en una molécula.
El grupo alquino es un triple enlace carbono-carbono. El grupo alquino está presente en etino y propino, entre otros. Los compuestos que contienen el grupo alquino se conocen como alquinos. Las series homólogas de alquinos tienen la fórmula general C n H 2n-2 , donde n es el número de átomos de carbono en una molécula.
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: Escriba la fórmula molecular para el grupo alcohol con 4 átomos de carbono.
Responder:
La fórmula molecular del grupo alcohol es C n H 2n+1 OH. Si hay 4 átomos de carbono entonces n=4, esto significa C 4 H 2(4)+1 OH o C 4 H 9 OH. Entonces, la fórmula molecular requerida es C 4 H 9 OH
Pregunta 2: ¿Puede el compuesto C 2 H 4 O ser un grupo cetona?
Responder:
Una cetona debe tener al menos tres átomos de carbono en sus moléculas, un átomo de carbono del grupo cetona y dos átomos de carbono en ambos lados. Las cetonas con menos de tres átomos de carbono no son realmente posibles. En el compuesto dado, tenemos 2 átomos de carbono, por lo que no es un grupo cetona.
Pregunta 3: ¿Cuál es la fórmula molecular del aldehído que se deriva del butano?
Responder:
Los aldehídos tienen la fórmula molecular general C n H 2n O, donde n es el número de átomos de carbono en una molécula. Dado que el butano C 4 H 10 tiene 4 átomos de carbono, entonces n=4, esto significa C 4 H 2(4) O o C 4 H 8 O. Por lo tanto, la fórmula molecular del aldehído que se deriva del butano es C 4 H 8 O .
Pregunta 4: Identifique el grupo funcional presente en el compuesto C 3 H 8 O.
Responder:
En el compuesto C 3 H 8 O dado, el número de átomos de carbono es 3, por lo que n=3. Primero verifique si cumple con la fórmula molecular de alcohol, aldehído, cetona o ácidos carboxílicos. Como solo tiene un átomo de oxígeno, no puede ser un grupo carboxílico. El alcohol tiene la fórmula molecular general C n H 2n+1 OH, donde n es el número de átomos de carbono en una molécula. Ponga n=3 en esta fórmula, obtenemos C 3 H 2(3)+1 OH o C 3 H 7 OH o C 3 H 8 O que coincide con el compuesto dado. Entonces, el compuesto dado tiene alcohol como su grupo funcional.
Pregunta 5: Escriba la fórmula molecular para el grupo alqueno y los grupos alquino que contienen 5 átomos de carbono.
Responder:
Dado que hay 5 átomos de carbono, entonces n=5. Los alquenos tienen la fórmula general C n H 2n , donde n es el número de átomos de carbono en una molécula. Pon n=5 en esta fórmula, C 5 H 2(5) o C 5 H 10 .
Los alquinos tienen la fórmula general C n H 2n-2 , donde n es el número de átomos de carbono en una molécula. Ponga n=5 en esta fórmula, entonces C 5 H 8 o C 5 H 8 .
Por lo tanto, la fórmula molecular para el grupo alqueno es C 5 H 10 y el grupo alquino es C 5 H 8 .