¿Qué es la química orgánica?
¿En qué piensas cuando piensas en cuando escuchas la palabra orgánico? ¿Piensas en las zanahorias baby que viste en la tienda el otro día o piensas en algo completamente diferente?
Cuando hablamos de alimentos orgánicos, nos referimos a que se cultivaron solo con fertilizantes naturales. Ahora bien, ¿qué tiene esto que ver con la química? Bueno, resulta que durante mucho tiempo los químicos han estado estudiando las moléculas que componen los seres vivos, y durante mucho tiempo llamaron a esto química orgánica.
Para ellos, la química orgánica era el estudio de moléculas que provenían de seres vivos y de seres anteriormente vivos. Estas moléculas incluían azúcares (como la glucosa), proteínas y los aminoácidos que las componen (como la glicina), grasas y también hidrocarburos (como el metano, que sabe que es gas natural, y el octano, que es un componente de la gasolina. ) que son moléculas que provienen de cosas que solían estar vivas.
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En algún momento, los científicos decidieron que iban a empezar a producir este tipo de moléculas de forma sintética. Entonces, la antigua definición ya no encaja. La química orgánica no podía ser solo el estudio de moléculas que provienen de seres vivos, sino que necesitaba ser un poco más amplia. Entonces, los científicos observaron los diferentes tipos de moléculas de los seres vivos y descubrieron que todas contienen carbono.
Esto nos lleva a nuestra nueva definición de química orgánica, que es el estudio de moléculas que contienen carbono.
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Ahora bien, si todas estas moléculas fueran como el metano y el octano (que solo contienen carbono e hidrógeno), la vida no sería emocionante. De hecho, la vida probablemente no existiría, ya que estas moléculas se sientan en su mayoría interactuando con otras moléculas similares. A menos que aparezcan oxígeno y fuego, en cuyo caso, se queman y se convierten en dióxido de carbono y agua. Dado que no estamos corriendo como personas en llamas, esto significa que debe haber un poco más en la historia. Resulta que esto es cierto.
Si bien la química orgánica es el estudio de moléculas que contienen carbono, también contienen otros átomos. Entonces, las moléculas orgánicas pueden contener carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre. Todos estos átomos se unen para formar lo que llamamos grupos funcionales.
Los grupos funcionales son grupos de átomos que a menudo encontramos juntos que tienen un comportamiento específico. También son una muy buena manera de ayudarlo a reconocer diferentes clases de moléculas porque diferentes tipos de moléculas contienen diferentes grupos funcionales.
Ahora, piense en ello como si fuera a una cita en okcupid.com o match.com. Nunca antes conociste a esta persona, por lo que debes recordar cómo es. Entonces miras el perfil y dices: esta persona cuyo nombre es ChemistryIsAwesome tiene anteojos, cabello castaño y mide alrededor de 5 pies y 8 pulgadas. Toda esta información le da una idea de cómo es esta persona y cómo la reconocerá. Eso es exactamente lo que hacen los grupos funcionales por nosotros cuando conocemos nuevas moléculas biológicas.
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Entonces, a medida que conocemos nuevas moléculas biológicas, los grupos funcionales pueden ayudarnos a reconocerlas porque cada uno de los diferentes tipos de moléculas biológicas tiene un conjunto característico de grupos funcionales. Entonces, vamos a encontrarnos con los grupos funcionales ahora.
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Grupo hidroxilo
El primer grupo funcional que vamos a encontrar es el grupo alcohol o hidroxilo. Ahora, mirando el nombre hidroxilo, podría pensar que probablemente contiene hidrógeno y oxígeno. Si eso es lo que estás pensando en este momento, tienes razón.
Un grupo hidroxilo es un átomo de oxígeno que tiene un enlace simple al hidrógeno y también está unido a un grupo que contiene carbono. Un alcohol común que probablemente conozca es el etanol, que se puede usar como limpiador y es el alcohol que se encuentra en las bebidas alcohólicas.
Entonces, la imagen general de un alcohol es que es un grupo que contiene carbono unido al oxígeno, que está unido de forma simple al hidrógeno. Muchas veces, los químicos usan la abreviatura R para hablar de algo que contiene carbono. En algunos casos, puede ser carbono o hidrógeno, pero en el caso de un alcohol, siempre es carbono, porque si no fuera un grupo que contenga carbono, entonces sería agua.
Grupo amina
El siguiente grupo funcional que me gustaría presentarles es la amina. La amina más simple es el amoníaco y se encuentra a menudo en los limpiadores de baño. Tiene una estructura química muy simple que es un átomo de nitrógeno que está unido a tres átomos de hidrógeno. Es bastante pequeño y bastante volátil, y por eso tiene un olor muy penetrante.
De manera más general, las aminas son un átomo de nitrógeno que está unido de forma simple a tres grupos diferentes que contienen hidrógeno o carbono. Entonces, en el caso de las aminas de nuestro grupo, puede ser hidrógeno o carbono y no importa. Las aminas se encuentran en los aminoácidos y son muy importantes en los sistemas biológicos porque son básicas y pueden aceptar protones de sustancias más ácidas.
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Grupo Ether
El siguiente grupo funcional que me gustaría presentarles es el éter, que se encuentra en los azúcares. El grupo éter consiste en oxígeno que está unido de forma simple a dos átomos de carbono diferentes. Un ejemplo con el que puede estar familiarizado es el éter dietílico, que se utilizó como anestésico durante mucho tiempo. Entonces, si alguna vez has visto una película en la que alguien va a someterse a una cirugía y se cubre la cara con un paño, contenía éter dietílico y estaba destinado a noquearlos.
Una versión más general del éter sería un átomo de oxígeno con dos grupos que contienen carbono a cada lado.
Grupo carbonilo
El siguiente grupo funcional es el carbonilo. Un carbonilo es un carbono que tiene un doble enlace con el oxígeno. Una molécula que contiene carbonilo con la que ya está familiarizado es la acetona, que se encuentra en el quitaesmalte de uñas. Los carbonilos se encuentran con bastante frecuencia en los sistemas biológicos.
Un grupo funcional que contiene carbonilo es el ácido carboxílico. Cuando observa la palabra carboxílico, probablemente vea carbo , como en carbonilo, y oxilo , como en hidroxilo. Resulta que esta es la estructura del ácido carboxílico. Consiste en un carbono que tiene un enlace doble a un oxígeno y un enlace simple a un oxígeno que está unido a un hidrógeno (que sabemos que es un grupo hidroxilo). Por tanto, es un carbono que es tanto carbonilo como enlazado a un grupo hidroxilo. Estos se encuentran en los aminoácidos y ácidos grasos de nuestro cuerpo. Uno con el que puede estar familiarizado es el ácido acético, el componente principal del vinagre y lo que le da ese encantador olor acre.
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Grupo éster
El último grupo funcional que me gustaría presentarles hoy es el éster. Los ésteres consisten en un átomo de carbono con doble enlace a un átomo de oxígeno que tiene un enlace simple a un átomo de oxígeno que está unido a un átomo de carbono. Entonces, tiene un carbonilo donde el carbono también es parte de un éter, y lo llamamos un éster.
Los ésteres son importantes en los sistemas biológicos porque mantienen unidas las grasas. Unen los ácidos grasos al glicerol para formar mono, di y triglicéridos. Además, los ésteres son una de las cosas que hacen que las frutas huelan realmente bien.
Hemos llegado al final de nuestra lección y espero que hayan disfrutado aprendiendo un poco sobre química orgánica y también conociendo algunos de los diferentes grupos funcionales que encontraremos a medida que conozcamos nuevas moléculas.
Objetivos de la lección
Una vez que complete esta lección, podrá:
- Comprender los conceptos básicos de la química inorgánica y su desarrollo.
- Definir el término grupos funcionales
- Recuerde los cuatro grupos funcionales de la química orgánica.
- Explicar la composición química de cada uno de los grupos funcionales.
- Sepa dónde está presente cada grupo funcional
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