Principios de la QuímicaOrgánica H C H H Introducción La química orgánica estudia los compuestos químicos del carbono. Estos compuestos componen las estructuras celulares de los seres vivos y todas sus funciones vitales (respiración, alimentación, reproducción…) se producen mediante la síntesis (creación) y reacción de estos compuestos. Su nombre viene de “organismo” porque hasta el siglo XIX se creía que sólo los seres vivos podían sintetizar (fabricar, crear) estos compuestos Introducción Actualmente este concepto de química orgánica como “química de la vida” se considera erróneo (demasiado limitado), y se denomina compuesto orgánico a todo compuesto basado en el carbono (cadenas de carbono e hidrogeno y sus derivados) La química orgánica engloba la mayoría de biomoléculas que forman los seres vivos (proteínas, glúcidos, lípidos, ácidos nucleicos, vitaminas, hormonas, etc.) Pero también una inmensa cantidad de compuestos y materiales naturales (caucho, gas, petróleo,..) y artificiales (polímeros orgánicos (plásticos, etc.), disolventes ) Caucho (latex) •Almidón. Ácidos nucleicos . Moléculas orgánicas. •Celulosa. Seda Proteínas. Naturales: Polisacáridos. tergal… Elastomeros (neopreno) . Moléculas orgánicas. Artificiales: Plásticos • Polietileno • PVC • Baquelita • Poliuretano • Poliesteres…. Fibras textiles sintéticas • Nylon. nitrógeno y oxígeno constituyen el 99. carbono. .33 % de todos los átomos que forman los compuestos orgánicos. Principales Carbono Hidrógeno Oxígeno Nitrógeno Azufre Fósforo Cloro Flúor Secundarios Yodo Magnesio Molibdeno Hierro El número de compuestos orgánicos naturales y sintéticos conocidos en la actualidad sobrepasa los diez millones!!!.Elementos en los compuestos orgánicos El hidrógeno. tres geometrías diferentes o Puede formar largas cadenas y redes tridimensionales o Electronegatividad media (2. Introducción La química orgánica existe gracias a las características de la naturaleza química del carbono: o Forma cuatro enlaces covalentes o Al ser el átomo más pequeño de su grupo forma los enlaces covalentes “más fuertes” (estables). o Muchas estructuras posibles.55 en la escala Pauling) . Formas alotrópicas del carbono Existen tres alótropos principales del carbono ele- mental de los cuales dos son naturales (diamante y grafito) y uno sintético ( fullereno ) Diamante Cada átomo de carbono se une a otros cuatro (geometría tetraédrica) formando una red tridimensional cuya estructura rígida es virtualmente irrompible. . formando capas planas. . • Cada capa es poco rígida deslizándose una sobre otra fácilmente.Formas alotrópicas del carbono Grafito • Cada átomo de carbono se une a otros 3. R. Kroto. . •Se les concedió el Premio Nobel de química en 1996.Formas alotrópicas del carbono fullereno • El fullereno (C60) posee 32 caras y se forman por 20 hexágonos y 12 pentágonos • Fue descubierto (sintetizado) en 1985 por H. Curl. Smalley y R. . GRAFENO (material de futuro) El grafeno es un material compuesto por átomos de carbono densamente empaquetados en una red cristalina con forma de panal de abejas (hexagonal) y de un átomo de espesor. El grafeno es flexible y 200 veces más resistente que el acero. con alta conductividad térmica y eléctrica. . • Los electrones del grafeno pueden moverse con mayor libertad (se comportan como cuasipartículas sin masa). • Se calienta mucho menos por efecto Joule. • Soporta la radiación ionizante.La posibilidad de combinarlo con otras sustancias químicas le otorgan un gran potencial de desarrollo. • Si una taza de café se cubriera con una simple lámina de grafeno y en el medio se colocara un lápiz de punta. soportaría el peso de un auto sin romperse. . con respecto a los de otros materiales. • Es casi completamente transparente y tan denso que ni siquiera los átomos de helio (que son los más pequeños) pueden traspasarlo. • Consume menos electricidad que el silicio. . cuya existencia ya había sido descrita en la década del 30.El Premio Nobel de Física 2010 fue otorgado a Andre Geim y a Konstantin Novoselov por sus revolucionarios descubrimientos sobre el grafeno. hay una sola. son tres las capas. Sufijo usado en Química orgánica Grafito Nanotubo: grafeno enrollado Grafeno Cúpula geodésica Fulereno inspiró la . entonces: grafito + eno = grafeno. con distintas propiedades. pero en éste. en el grafeno. ¿Por qué se llama grafeno?: Su estructura es similar a la del grafito. Grafeno Grafito Fulereno Nanotubo . Hay quienes sostienen que el grafeno puede reemplazar al silicio y permitir la segunda revolución tecnológica. . finos como un cabello. central de senso-res táctiles (música. calendario. video. acondicionador de aire.…). TV. o bien como pantalla.Ya se han obtenido dispositivos de grafeno que pueden procesar datos 10 veces más rápido. . flexibles como el plástico y duros como el diamante. mi-crófono. • Una simple placa o tira de grafeno puede funcionar como reloj desper-tador. célula solar. • Su flexibilidad permite usarla como pulsera. más delgadas. • Además. teléfonos. Su importancia radica en que revolucionará las tecnologías fundamentales como la Electrónica para irradiarse a otras tecnologías. • El grafeno también permite fabricar baterías que son flexibles. computadoras. enrollables y de considerable rendimiento. • Los diodos orgánicos son usados en nuevas pantallas. de TV. mejorando todas las áreas en las que se desenvuelve el ser humano. súper miniaturas con mayor capacidad y velocidad que cualquier otro. • Requieren mucho menos energía que las pantallas de LCD (de cristal líquido). Batería flexible Chip de grafeno . los chips de grafeno. y toda clase de dispositivos portátiles. Se emplean medidas en nanómetros: 1 nanómetro = Millonésima parte de 1 milímetro. cuyas características principales son la delgadez. Hay distintas técnicas para fabricar estas pantallas. la flexibilidad y la resistencia. . Nanotecnología: Campo de ciencias aplicadas al control y manipulación de la materia a nivel molecular o atómico. podrá cualquier ser humano.Esto se transforma en relojes con imágenes. calculadoras plegables. con auriculares. teléfonos… sólo James Bond podía tener acceso a estas tecnologías. Teléfonos-pulsera Línea Philips Reloj . pronto. pulseras con todos los chiches electrónicos. todo tipo de recordatorios. dosis de remedios. consultar calendarios.El espejo del baño puede incluir una pantalla interactiva para ver noticias. horarios. leer y dejar mensajes. hasta programar la temperatura del agua y del ambiente… . como la vigilancia y seguridad. Domótica = casa informatizada Se puede programar el riego automático de las plantas y del lavado de los platos. Pero puede ser en cualquier parte de la casa. . delgadas. muy livianas. flexibles y resistentes. .Pantallas publicitarias. de peso mínimo. con la sensación de estar adentro y sin diseño de marco. .Televisores 3D. delgados. gigantes. con imágenes muy vívidas. por ejemplo. BMW. pero deja pasar ondas para los teléfonos. . aeronaves. en la lunetas traseras de algunos de sus autos usa un laminado de más de 500 capas nanométricas para absorber la radiación infrarroja para evitar el calor. entre otros. detectores químicos. satélites. células solares. Valija desprendible Su característica es poco peso. gran resistencia y bajo costo. chalecos antibalas. También revolucionará los materiales de automóviles. también. Un disco rígido de grafeno tendrá una capacidad mil veces superior a los de ahora y su velocidad del orden del Tera hertzio (1000 Giga hertzios). PC enrollable Periódico o diario .Las computadoras cambiarán de aspecto y el periódico o diario. en múltiples. en todo sentido. funciones múltiples. con funciones Scotch. Un nuevo concepto en Hasta el kit télefonos plegables súper de la cinta delgados. Los nano transistores. . modificarán la Electrónica y sus Mangas de la ropa con controles táctiles y dispositivos. con comportamientos no habituales. Nuestro entorno tecnológico será totalmente revolucionado. grafeno. nos parecerán rayanas en la ciencia ficción. • Se habla de ropa que se reparará sola ante una rotura de la tela. • Músculos artificiales hechos con grafeno. se encargarán de tumores y dolencias similares. de mencionarlas. • Remedios con nano robots que al ser liberados en el torrente sanguíneo. • ¿Parece utópico? Los países más avanzados están invirtiendo miles de millones de dólares en estas investigaciones. la Nanotecnología nos tiene reservadas varias sorpresas que. así como de efectuar ciertas reparaciones. . Entre otras novedades. con resultados que asombran.Y esto no termina aquí. . . Importancia de la química orgánica . . Isomería .