¿Qué son los derivados de hidrocarburos?
¿Te imaginas la vida sin frigorífico? Gracias a los derivados de hidrocarburos, no es necesario. A principios de la década de 1900, la tecnología de refrigeración evolucionó de trozos de hielo a sistemas de refrigeración química y alimentados por máquinas. Y durante más de cincuenta años, los mejores productos químicos para el trabajo fueron los clorofluorocarbonos o CFC, hechos de átomos de cloro, átomos de flúor y átomos de carbono.
Desafortunadamente para el planeta, los CFC dañan intensamente la capa de ozono, que es la capa de moléculas de O 3 en lo alto de la atmósfera que protege a la Tierra de los poderosos rayos ultravioleta. Un átomo de cloro dentro de un solo CFC tiene el poder de dañar cien mil moléculas de ozono antes de que se descomponga. Los CFC todavía están presentes como refrigerantes y aerosoles, pero afortunadamente su uso está disminuyendo.
Comparemos la estructura de un CFC simple con un hidrocarburo igualmente simple y veamos si podemos averiguar qué es un derivado de hidrocarburo.
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Como recordará, un hidrocarburo es un compuesto formado principalmente por átomos de hidrógeno y carbono unidos mediante el intercambio de electrones. Algunos ejemplos clásicos incluyen metano, eteno y benceno. El hidrocarburo más simple, el metano, consta de un átomo de carbono central con cuatro hidrógenos unidos a él.
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Uno de los CFC simples, el Freón 12, consta de un átomo de carbono central con dos cloro y dos flúor unidos a él. ¿Qué similitudes nota entre los dos?
¿Cuáles son las Propiedades de la Materia?
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En cada caso, hay un átomo de carbono central y cuatro enlaces que se extienden hacia afuera.
¿Qué diferencias notas? ¿Quizás ese metano solo contiene hidrógenos y un carbono, mientras que el freón contiene átomos de cloro, átomos de flúor y un carbono?
¿Qué tal comparar el metano con otro derivado de hidrocarburo: el metanol? El metanol tiene un carbono central unido a tres hidrógenos y un oxígeno. El oxígeno, a su vez, está unido a un hidrógeno.
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Nuevamente, hay un carbono central que tiene cuatro enlaces que se extienden desde él.
¿Ya notaste algún patrón? Los carbonos son los átomos centrales en ambos casos. Un hidrocarburo se compone de carbonos e hidrógenos. Los derivados de hidrocarburos contienen diferentes elementos unidos al carbono en lugar de solo hidrógeno.
Alquinos: Fórmula, propiedades y ejemplos
Quizás haya tenido que buscar derivadas de palabras latinas en el idioma inglés, o tomar la derivada de una línea curva en cálculo. Un derivado es algo que se basa en otra fuente. En nuestro caso, los derivados de hidrocarburos se basan en compuestos de hidrocarburos simples que contienen solo hidrógenos y carbonos.
Los derivados de hidrocarburos contienen al menos un elemento distinto de hidrógeno o carbono, como oxígeno, nitrógeno o uno de los átomos de halógeno (elementos en la columna 7A).
La mayoría de las veces, los átomos presentes en un derivado de hidrocarburo están unidos como parte de un grupo distinto. Estos grupos se conocen como grupos funcionales porque afectan el comportamiento del compuesto. A veces, los grupos funcionales también afectan las propiedades físicas de un compuesto.
Los ejemplos de grupos funcionales incluyen alcoholes, aldehídos, cetonas, aminas y ésteres.
Propiedades generales de los derivados de hidrocarburos
Los derivados de hidrocarburos contienen al menos un átomo que es bastante electronegativo. Como recordará, la electronegatividad es la capacidad de un átomo de atraer electrones hacia sí mismo. Esto es importante, porque el elemento acaparador de electrones evitará que los electrones se compartan uniformemente en la molécula. Cuando las cargas se separan dentro de una molécula, la molécula se considera polar .
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En términos más simples, las moléculas polares son como pequeños imanes. ¡Un lado es positivo y el otro es negativo! Incluso se pegan entre sí como pequeños imanes. Ser polar hace que los derivados de los hidrocarburos sean especiales y los separa de los hidrocarburos regulares.
Por ejemplo, los derivados de hidrocarburos que son pequeños (que contienen cuatro carbonos o menos) y muy polares pueden mezclarse fácilmente con agua porque el agua es bastante polar. Los hidrocarburos pequeños y regulares no son polares y no se mezclan con el agua en absoluto.
A medida que los derivados de hidrocarburos se hacen más grandes, su polaridad se vuelve menos significativa y las moléculas son menos solubles en agua. Los hidrocarburos grandes son insolubles, lo que significa que no se mezclan con el agua.
Los derivados de hidrocarburos también tienen puntos de ebullición relativamente más altos que los hidrocarburos regulares. Por ejemplo, el punto de ebullición del etano, un hidrocarburo compuesto por dos carbonos y seis hidrógenos, es de -128,2 grados Fahrenheit. El punto de ebullición del etanol, un derivado de hidrocarburo que se compone de dos carbonos, seis hidrógenos y un oxígeno, es de 173,1 grados Fahrenheit. ¡Qué gran diferencia hace el oxígeno electronegativo!
Resumen de la lección
Los derivados de hidrocarburos son compuestos que están hechos principalmente de átomos de carbono e hidrógeno con grupos específicos de átomos unidos. Estos grupos específicos de átomos se denominan grupos funcionales .
Los derivados de hidrocarburos contienen al menos un elemento que es electronegativo. La electronegatividad es la capacidad de un elemento para atraer electrones hacia sí mismo.
Los derivados de hidrocarburos son moléculas polares. Cuando una molécula es polar , tiene una distribución de carga desigual a lo largo de la molécula. Las moléculas polares son como pequeños imanes.
En general, los derivados de hidrocarburos pequeños, que tienen cuatro carbonos o menos, son solubles en agua, mientras que los más grandes no lo son.
Los derivados de hidrocarburos tienen puntos de ebullición relativamente más altos que los hidrocarburos regulares.
Los resultados del aprendizaje
Una vez que haya terminado con esta lección, debería tener la capacidad de:
- Definir derivados de hidrocarburos
- Comparar derivados de hidrocarburos con hidrocarburos simples
- Describir las propiedades de los derivados de hidrocarburos, como la electronegatividad y la polaridad.
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