Química orgánica y el estudio de las formas de vida de los compuestos de carbono

¿Qué es la química orgánica?

¡Hola! Mi nombre es Callie Carbon y estoy aquí para contarles todo sobre mí, porque soy super importante.

Sé lo que estás pensando: «Callie Carbon suena ensimismada». Pero realmente soy importante. De hecho, hay toda una rama de la química dedicada solo a mí llamada química orgánica , o el estudio de moléculas que contienen carbono y los compuestos que forman. Antes de continuar, la gente suele pensar en lo orgánico como «natural» o «libre de pesticidas», pero en química no significa eso. Así que adelante, disfruta de tus tomates orgánicos, pero date cuenta de que tiene un significado diferente al de «orgánico» en química.

De todos modos, no todas las sustancias que contienen carbono entran en la categoría de química orgánica. Por ejemplo, un diamante está formado por átomos de carbono, pero estudiar diamantes no te convertiría en un químico orgánico, por lo que debería agregar que la química orgánica generalmente implica el estudio de moléculas que tienen el enlace carbono-hidrógeno. Pero verá varias definiciones dependiendo de dónde esté mirando.

Sí, el hidrógeno y yo somos bastante cercanos y generalmente salimos juntos, ¡y podemos encontrarnos en todo lo que está o estuvo vivo! Eso te incluye a ti, a tu perro Rex e incluso a tu planta de interior. ¡Pero hay más! ¡Podemos encontrarnos en la gasolina de su automóvil, en su botella de agua de plástico e incluso en el asfalto de la carretera!

Antes de hablar sobre por qué soy tan importante, echemos un vistazo más de cerca a lo que estudian los químicos orgánicos.

• Observan la estructura y composición de moléculas que contienen carbono. Algunas moléculas son pequeñas, algunas son grandes, algunas tienen dobles enlaces y otras tienen anillos. Hay muchas moléculas orgánicas diferentes, por lo que hay muchas estructuras diferentes. Algunos están hechos solo de carbono e hidrógeno, mientras que otros también tienen otros elementos.
• Los químicos orgánicos analizan las propiedades de los compuestos orgánicos. Por ejemplo, ¿son sólidos a temperatura ambiente? ¿O son un gas? ¿Se disuelven fácilmente en agua?
• Examinan cómo se pueden preparar las moléculas orgánicas. Por ejemplo, ¿qué sucede si combina dos o tres moléculas orgánicas? ¿Qué tipo de compuesto nuevo obtienes?
• Finalmente, analizan las diferentes reacciones que pueden ocurrir.

¿Por qué Carbon?

Quizás se pregunte: ‘¿Por qué el carbono es el elemento tan importante? ¿Por qué no neón? ¿O cloro? No quiero dejar de lado a mis compañeros, quiero decir, el neón y el cloro son amigos míos, ¡pero no pueden hacer lo que yo puedo hacer! Para empezar, puedo unirme o unirme con otros cuatro elementos al mismo tiempo.

Esto se debe a que tengo cuatro electrones de valencia , o los electrones más externos más alejados del centro, o núcleo, de un átomo.

Para alcanzar la estabilidad, a los átomos les gusta tener ocho electrones de valencia, así que tiendo a compartir otros cuatro electrones con otro átomo, lo que me da ocho en total. Así que me uno o me uno a otros átomos a través de enlaces covalentes , o el enlace que se forma cuando los átomos comparten electrones. Cada electrón de valencia está involucrado en la unión, por eso puedo unirme o unirme a otros cuatro átomos a la vez.

¡Pero eso no es todo! Además de unirme con cuatro átomos diferentes a la vez, también soy bastante especial por la forma en que puedo unirme. Por ejemplo, puedo formar enlaces simples y hacer algo como metano: uniéndome a cuatro átomos de hidrógeno. O puedo hacer una molécula más complicada uniéndome con otros carbonos y formando una cadena.

Puedo hacer una cadena ramificada, puedo doblar hacia atrás y hacer anillos, ¡e incluso puedo formar enlaces dobles o triples con otros átomos! ¡Seguro que tengo talento!

Así que probablemente tengas la idea de que puedo unirme con muchos elementos diferentes, de muchas formas diferentes, y así puedo hacer millones de moléculas orgánicas diferentes, o moléculas que contienen carbono.

Muchas de estas moléculas orgánicas son importantes para ti, incluso si no lo sabes. No solo represento el 18% de tu cuerpo, sino que también soy la piedra angular de toneladas de cosas dentro de ti. Yo hago el azúcar que te da energía, la proteína que hace tus músculos, las enzimas que ayudan a que las reacciones químicas ocurran más rápido en tu cuerpo, el ADN dentro de tus células, las grasas que protegen tus órganos … está bien, está bien, ¡Lo sé! ¡No puedo dejar de hablar de mí! Dado que soy el elemento que compone tantas partes importantes del cuerpo humano, puedes empezar a llamarte a ti mismo una forma de vida basada en carbono.

Ramas de la química orgánica

Sin carbono, no habría vida en la tierra, así que sí, soy un gran problema. Pero, además de maquillar tu cuerpo, tu botella de agua y la gasolina de tu auto, ¿para qué otros propósitos sirvo? Bueno, hay varios campos en los que se utiliza la química orgánica, así que tomemos un momento para ver rápidamente algunos, comenzando con la biotecnología. Esta es una rama de la química orgánica que modifica los organismos vivos para otros fines. Por ejemplo, alrededor del 80% de las papayas cultivadas en Hawái han sido modificadas genéticamente para que sean resistentes a cierto virus. Luego está la rama farmacéutica, cuyo objetivo es desarrollar medicamentos para tratar y curar enfermedades.

Hasta ahora, la mayor parte de lo que hablamos es sobre química orgánica y organismos vivos, ¿verdad? Supongo que mencioné brevemente la gasolina y el plástico, pero eso es todo. ¿Qué pasaría si les dijera que la química orgánica es muy importante para muchos campos que no involucran organismos que viven actualmente? Por ejemplo, aunque el petróleo crudo está hecho de pequeños organismos que alguna vez vivieron, ciertamente no lo son ahora, lo que nos lleva al campo petrolero donde la gente trata de encontrar, extraer y refinar petróleo. O el campo químico donde las materias primas como el petróleo, el petróleo crudo y los metales se convierten en 70.000 productos, incluidos cauchos, plásticos y textiles. ¡Mira, realmente estoy en todas partes!

Resumen de la lección

¡Ya deberías saber que Callie Carbon no es solo una cara bonita! Soy tan importante que tengo mi propia rama de la química llamada química orgánica. Tomemos un momento para revisar algunos términos e ideas importantes.

• La química orgánica estudia las moléculas que contienen carbono y los compuestos que forman.
• Los químicos orgánicos analizan las reacciones, la estructura y composición, las propiedades y cómo se pueden preparar las moléculas orgánicas.
• El carbono es especial porque se puede unir a otros cuatro átomos, y puede hacerlo de muchas formas diferentes, desde anillos, cadenas, enlaces dobles o incluso triples. Esto da como resultado muchos tipos diferentes de moléculas orgánicas.
• Estas moléculas orgánicas forman los componentes básicos de los seres vivos, por lo que eres una forma de vida basada en el carbono.
• Hay muchos campos que requieren un conocimiento firme de la química orgánica, desde los productos farmacéuticos hasta la búsqueda y extracción de petróleo.

Así que sí, no deberías olvidarme. Quiero decir, estoy a tu alrededor y sin mí, no existirías.

Los resultados del aprendizaje

Esta lección, minuciosamente estudiada, está diseñada para prepararlo para:

• Recuerda la definición de química orgánica.
• Enuncie las cosas estudiadas por los químicos orgánicos.
• Explica por qué el carbono es tan único e importante para la vida.
• Enumere algunos de los campos que utilizan la química orgánica.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador