Historia de la Química Orgánica

Los comienzos hay que buscarlos en la alquimia. En 1685 Nicolás Lémery publicó un "Curso de química" en el que por primera vez se agruparon, según su origen, las sustancias conocidas, llamando inorgánicas o minerales a las provenientes del reino mineral, y orgánicas a las que procedían del reino vegetal o animal. Para la formacion de las sustancias orgánicas se creyó, durante mucho tiempo, necesaria la accion de una "misteriosa fuerza vital".

En 1777 Antonio Lorenzo Lavoisier demostró que el Carbono, el hidrógeno y el oxígeno se encuentran en la mayoría de las sustancias orgánicas iniciando mediante la balanza la época de la investigación.

En 1828 Friedrich Wöhler, calentando una sustancia inorgánica: el cianato de amonio, obtuvo una sustancia orgánica: La urea.

NH₄OCN --------> (NH₂)₂CO

Como en este proceso no había mediado ninguna fuerza vital, quedaba establecido que era posible preparar sustancias orgánicas a partir de las minerales y que la química mineral y la orgánica no eran sino capítulos diferentes de una misma ciencia.

Sucesivamente se hizo la síntesis del ácido fórmico y acético, del alcohol y el azúcar. En 1843 PASTEUR descubre la isomería y formula la teoría del tetraedro. DRAKE en 1859 perfora el primer pozo de petróleo. En 1862 NOBEL descubre la dinamita. En el mismo año de 1882 en que Edison inventa la bombilla eléctrica, BAEYER prepara sintéticamente la anilina, que antes se obtenía del añil o de la hulla. En 1889 MENDELIEV establece la clasificación periódica de los elementos. En 1894 CROSS Y BEVAN inician la fabricación de la viscosa o seda artificial. En 1898 SABATIER obtiene la manteca por hidrogenación de los aceites.

El caucho sintético comienza a desalojar al natural en el año 1930. Las Sulfas hacen su aparición en 1935; el Nylon en 1940; la penicilina en 1943 Últimamente la preparación de isotopos radioactivos ha permitido explicar mejor el mecanismo de las reacciones y la constitución de las sustancias orgánicas

Clasificación de los Compuestos Orgánicos

La Química Orgánica, también llamada química del carbono, es la parte de la química que estudia los compuestos naturales o artificiales del elemento Carbono, es decir. Las Moléculas Carbonadas.

Características de los compuestos orgánicos.

Los compuestos del Carbono o sustancias orgánicas se caracterizan por las siguientes propiedades que los diferencian de las sustancias minerales:

a) Son muy numerosos: existen unas diez veces más sustancias orgánicas que minerales. La causa de la existencia de un número tan elevado de compuestos de carbono se debe al carácter singular de este elemento, que puede:

• Formar enlaces fuertes con los más variados elementos, tanto con los muy electronegativos como con los de carácter metálico más acentuado.
• Unirse consigo mismo con enlaces covalentes fuertes, formando largas cadenas lineales, ramificadas o cíclicas.
• Formar enlaces múltiples (dobles y triples) consigo mismo o con otros elementos.

b) Son combustibles: arden fácilmente, en tanto que los compuestos minerales, generalmente no.

c) Composición: pocos elementos entran en la composición de las sustancias orgánicas. Los hidrocarburos sólo contienen C e H. Los alcoholes, aldehídos, ácidos, azucares, grasas, aceites, almidones y gran numero de otros compuestos de origen animal y vegetal, solo contienen, carbono, hidrógeno y oxígeno. Sólo seis metaloides, de los 102 elementos conocidos, se encuentran ordinariamente en los compuestos orgánicos: C-H-O-N-P-S. No obstante cada molécula tiene buen número de átomos y de consiguiente elevado peso molecular.

d) Isomería: distintos compuestos del carbono pueden tener igual composición centesimal e idéntico peso molecular a pesar de poseer propiedades físicas y químicas diferentes. Por ejemplo: existen 75 cuerpos que responden a la fórmula C₁₀H_{22. Estos casos de isomería suceden excepcionalmente en la química inorgánica, en donde por ejemplo, a la fórmula AgNO3 no corresponde sino una sola sustancia.}

_{e) Polimería: a menudo moléculas pequeñas, de cuerpos orgánicos, se condensan o polimerizan formando nuevos cuerpos "polímeros".}

_{f) Velocidad reaccional: la mayor parte de las reacciones inorgánicas son rápidas y las orgánicas lentas.}

g) Solubilidad: al inverso de las sustancias minerales, las orgánicas son poco solubles en el agua y por el contrario se disuelven fácilmente en alcohol, éter, cloroformo, tetracloruro de carbono, acetona, benceno, bencina, etc. La semejanza de estructura, del disolvente con el soluto, facilita la disolución: Los alcoholes disuelven a los alcoholes, los éteres a los éteres; los hidrocarburos sólidos se disuelven en los hidrocarburos líquidos. Las soluciones de sustancias orgánicas no conducen la corriente eléctrica: no son electrólitos.

h) Origen: las sustancias orgánicas provienen en su mayor parte del reino vegetal o animal. La madera, la hulla, el petróleo, el gas natural, son productos de síntesis, pirólisis (descomposición por el calor) o fermentación de sustancias vegetales.

i) Carácter covalente: aunque existen muchos compuestos orgánicos iónicos, la inmensa mayoría son covalentes, lo que se traduce en que poseen las características de este tipo de sustancias: muchos son gaseosos o líquidos y, si sólidos, sus puntos de fusión son relativamente bajos; no son conductores y, en general, son solubles en disolventes no polares.

Clasificación de los Compuestos Orgánicos

Todos los compuestos orgánicos se dividen en dos grupos principales: hidrocarburos y derivados de hidrocarburos. Los hidrocarburos son compuestos que contienen únicamente carbono e hidrógeno, estos a su vez se subdividen en dos grupos, los compuestos alifáticos (compuestos de cadena abierta) y los aromáticos (cadena cerrada). Los derivados del carbono son compuestos que tienen carbono, generalmente hidrógeno, y por lo menos otro elemento diferente al carbono e hidrógeno. Los elementos en que se basan los derivados de los hidrocarburos incluyen el oxígeno, el nitrógeno, los halógenos, el azufre y el fósforo.

Los hidrocarburos generalmente se dividen en cuatro grupos a) alanos, b) alquenos, c) alquinos y d) aromáticos. Los derivados de hidrocarburos se caracterizan por un grupo funcional (Alcoholes, Compuestos carbonílicos, Ácidos y sus derivados, Halogenuros de alquilo.)

Función Química y Grupo Funcional

Las características estructurales que hacen posible clasificar los compuestos por su reactividad se llaman grupos funcionales. Un grupo funcional es un conjunto de átomos en una molécula, que tiene un comportamiento químico característico. Químicamente, un grupo funcional dado se comporta casi igual en cada molécula de la que forma parte, en otras palabras, la química de toda molécula orgánica, sin importar su tamaño y complejidad, esta determinada por los grupo funcionales que contiene.

Grupos funcionales con enlaces carbono-carbono múltiples

Los alquenos, alquinos y arenos (compuestos aromáticos) contienen enlaces carbono-carbono múltiples. Los alquenos presentan un doble enlace, los alquinos, un triple enlace, y los arenos, enlaces dobles y sencillos que alteran en un anillo de seis miembros de átomos de carbono.

Grupos funcionales con el carbono unido a un átomo electronegativo con un enlace sencillo.

Los halogenuros de alquilo, alcoholes, éteres, aminas, tioles y sulfuros tienen un átomo de carbono unido con un enlace sencillo a un átomo electronegativo. Los halogenuros de alquilo poseen un átomo de carbono enlazado con un halógeno; los alcoholes, un átomo de carbono enlazado al oxigeno de un grupo hidroxilo (-OH); los éteres, dos átomos de carbono enlazados con el mismo oxígeno: las aminas, un átomo de carbono enlazado a un nitrógeno; los tioles, un átomo de carbono enlazado a un grupo -SH, y los sulfuros, dos átomos de carbono enlazados al mismo azufre. En todos los casos los enlaces son polares y el átomo de carbono tiene carga parcial positiva, mientras que el átomo electronegativo tiene una carga parcial negativa.

Grupos funcionales con doble enlace carbono - oxígeno (grupos carbonilo)

Los dobles enlaces carbono-oxígeno se encuentran en algunos de los compuestos más importantes de la química orgánica, los cuales se comportan en forma parecida en muchos aspectos, pero difieren dependiendo de la identidad de los átomos enlazados con el carbono del grupo carbonilo. Los aldehídos tienen, cuando menos, un hidrógeno enlazado con el C = O; las cetonas, dos carbonos enlazados con el C = O; los ácidos carboxílicos tienen un grupo -OH enlazado al C = O; los ésteres, un oxígeno enlazado con el C = O; las amidas, un nitrógeno en enlazado con el C = O, etcétera.

La función Química es el conjunto de propiedades comunes a una serie de compuestos análogos. Se conocen funciones en las dos químicas, mineral y orgánica; así son funciones de la química mineral la función anhídrido, función óxido, función ácido, función base y función sal.

Las funciones de la química orgánica son muchas más, destacándose entre todas la función hidrocarburo, porque de ella se desprenden todas las demás. Para mayor claridad dividimos las funciones orgánicas en dos grupos, que designamos con los nombres de fundamentales y especiales. Las funciones fundamentales son: la función alcohol, función aldehído, función cetona y función ácido. Las funciones especiales son: la función éter, la función éster, función sal orgánica, función amina y amida y funciones nitrilo y cianuro.