ELEMEMTOS BASE

Elementos generales de química orgánica

Contenido del artículo El carácter especial del carbono La fórmula química Radicales Radicales tipo hidrocarburos Grupos funcionales Isomerismo Isomerismo de cadena o esqueleto Isomerismo de posición Isomerismo funcional Isomerismo óptico Isomerismo geométrico Clases más comunes

Desde la absoluta oscuridad en el mundo de las sustancias que el hombre encontraba en su entorno, los primeros alquimistas, fueron desentrañado misterios y organizando ideas cada vez mas logradas para armar una importante rama de la ciencia conocida hoy como química.

No fue fácil en lo absoluto, determinar que todas esas sustancias estaban formadas por un número relativamente pequeño de otras sustancias más simples, que luego fueron llamados elementos. Estos elementos no podían de ninguna manera ser separados en nuevas sustancias, si no, que solo podían unirse para la formación de sustancias nuevas completamente diferentes en cuanto a sus propiedades físicas.

La tenacidad de los hombres de ciencia, las audaces y geniales ideas de algunos de ellos y el desarrollo de técnicas de trabajo cada vez mejores, fueron poco a poco elaborando la "anatomía" de la química, encontrando explicaciones, determinando leyes en el comportamiento, generalizando conclusiones, clasificando las sustancias en grupos y finalmente tomando las riendas de aquel mundo oscuro que parecía impenetrable.

En este artículo nos adentraremos un poco en el mundo de la química orgánica utilizando el mismo método que permitió a los hombres entenderla, es decir, siempre desde lo simple a lo profundo.

El carácter especial de carbono.

La extraordinaria "versatilidad" del carbono en su comportamiento químico, le da un carácter único entre los algo mas de 100 elementos conocidos de la tabla periódica.

Aunque en la corteza terrestre, mares y atmósfera hay menos del 0.1% de carbono, lo que le coloca en el lugar 12 entre los mas abundantes, la cantidad de sus compuestos conocidos (mas de 1 millón) excede en mucho la de todos los compuestos inorgánicos juntos, y cada año se reportan otros muchos.

Teóricamente la cantidad posible de compuestos de carbono es ilimitada, esto lo ha convertido en el elemento clave alrededor del cual se ha construido por sí misma la vida, papel que muy posiblemente no pueda jugar ningún otro elemento.

El estudio de esta prolífica naturaleza química del carbono se conoce como Química Orgánica cuyo fin no se alcanza nunca, y de la cual se han escrito, y escribirán en el futuro abultados textos.

Estrictamente hablando, muchos autores consideran determinados compuestos del carbono como no pertenecientes a la química orgánica, especialmente aquellos donde el carbono está combinado solo con ciertos elementos químicos diferentes del hidrógeno, tal como el tetracloruro de carbono (CCl₄) etc, y que no forman parte de los seres vivos. Estos autores diferencian esta química denominándola "química del carbono".

Los átomos de los diferentes elementos que existen, pueden enlazarse entre si para formar las moléculas de todas las sustancias que conocemos. Estos enlaces pueden considerarse de manera muy elemental como una suerte de "ganchos" a través de los cuales pueden "engancharse" con otros átomos diferentes. La cantidad de "ganchos" que pueden tener los átomos para "engancharse" los unos con los otros, dependerá de la naturaleza del elemento, y se conoce como su valencia química.

El carbono en particular es tetravalente, es decir tiene disponibles cuatro "ganchos" donde se puede enlazar (figura1). De esta forma el carbono puede unirse con cuatro diferentes átomos monovalentes (de valencia 1) para formar la molécula que se representa en la figura 2, o bien unirse con uno o más átomos de carbono para formar cadenas como se ve en las figuras 3 y 4.

Figura 1 Figura 2 Figura 3 Figura 4

Por otro lado este elemento no solo puede unirse entre si, y con otros elementos de manera lineal para formar cadenas, si no que también lo puede hacer de manera ramificada tal y como se aprecia en las figuras 5 y 6, o formando anillos cerrados (figura7).

Figura 5 Figura 6 Figura 7

Por supuesto, en las valencias libres de los carbonos pueden unirse átomos diferentes tales como hidrógeno, oxígeno, azufre o halógenos (cloro, bromo o yodo), cada uno de los cuales puede estar de manera arbitraria en cualquiera de las posiciones en la "cadena", "rama" o "anillo". Si agregamos además que el anillo de la figura 7 puede unirse a otros anillos para formar sistemas "policíclicos" y que a su vez el enlace carbono-carbono puede ser doble o triple, podemos llegar a la conclusión de que las posibilidades de combinación y su complejidad pueden ser ilimitadas.

La cualidad especifica del carbono, de no solo unirse con otros elementos, si no también con si mismo, en cualquier arreglo, es la cualidad básica que hace a este elemento diferente a los otros. La gran diversidad y alcance de la química orgánica se debe a esta cualidad. Esta complejidad se ilustra bien en la molécula de la morfina, figura 8.