Semana 6

Hidrocarburos.

Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. Los hidrocarburos son los compuestos básicos que estudia la química orgánica. Las cadenas de átomos de carbono pueden ser lineales o ramificadas, y abiertas o cerradas. Los que tienen en su molécula otros elementos químicos (heteroátomos) se llaman hidrocarburos sustituidos.

La mayoría de los hidrocarburos que se encuentran en nuestro planeta ocurren naturalmente en el petróleo crudo, donde la materia orgánica descompuesta proporcionó una abundancia de carbono e hidrógeno, los que pudieron catenarsepara formar cadenas aparentemente ilimitadas. Los hidrocarburos pueden encontrarse también en algunos planetas sin necesidad de que haya habido vida para generar petróleo, como en Júpiter, Saturno, Titán y Neptuno, compuestos parcialmente por hidrocarburos como el metano o el etano.

Clasificación de los hidrocarburos.

Hidrocarburos saturados → Alcanos, hidrocarburos que carecen de enlaces dobles o triples. Son moléculas unidas mediante enlaces de tipo simple.

– Hidrocarburos insaturados → Alquenos, moléculas formadas por átomos que se unen entre sí mediante enlaces de tipo doble, y alquinos, moléculas cuyos enlaces son de tipo triple.

Dentro de los hidrocarburos de cadena cerrada encontramos:

• Hidrocarburos alicíclicos, que a su vez se subdividen en saturados o  también conocidos como cicloalcanos e insaturados. Estos últimos se subdividen en cicloalquenos y cicloalquinos.

–Cicloalcanos: también llamados alcanos cíclicos, poseen un esqueleto de carbono formado en exclusiva por átomos de carbono que se unen entre sí mediante enlaces de tipo simple formando un anillo. Siguen la fórmula general: CnH2n.

Este tipo de hidrocarburos se nomina igual que los alcanos pero añadiendo el prefijo ciclo- delante del nombre.

–Cicloalquenos: Son hidrocarburos que en su estructura tienen como mínimo un enlace de tipo doble covalente. Este tipo de enlaces posee cierta capacidad elástica si los comparamos con los de otras moléculas, elasticidad que se hace mayor cuando mayor sea la molécula.

–Cicloalquinos: Son hidrocarburos cíclicos que tienen presente en su estructura enlaces de tipo triple. Generalmente son moléculas estables solamente si poseen un anillo suficientemente grande, siendo el ciclooctino, con ocho carbonos, el cicloalquino más pequeño.

Semana 5

Teoría de la hibridaciòn. 

La hibridación es la mezcla de orbitales atómicos de un átomo (comúnmente un átomo central) para generar un conjunto de nuevos orbitales atómicos, llamados orbitales híbridos. Los orbitales híbridos, que son orbitales atómicos que se obtienen cuando dos o más orbitales no equivalentes del mismo átomo se combinan, se usan para formar enlaces covalentes. Se pueden generar cuatro orbitales híbridos mezclando el orbital 2s con los tres orbitales 2p. Como estos orbitales híbridos se formaron a partir de un orbital s y tres orbitales p, se denominan orbitales híbridos sp3 (se lee ese-pe-tres). La figura muestra la forma y orientación de los orbitales híbrido sp3.

Ciclo del carbono.

Paso cíclico del carbono del aire a las plantas que lo absorben, los animales que ingieren las plantas, hasta el aire de nuevo por la descomposición de los animales.

Formas alotrópicas del Carbono.

Grafito:

Esta es una forma mas comunes del carbono, este posee una estructura laminar que se encuentran separadas por capas, la fuerza entre ellas es débil, esto hace que el grafito sea blando.

Diamante:

Esta una forma del carbono muy conocida, que se caracteriza por su alto nivel de dureza y por su alta dispersión de luz, tiene una estructura de cristal covalente tridimensional, que se encuentra formados por enlaces de carbono interconectados, que se extienden por todo el cristal.

Fullereno:

Se forma cuando el grafito se vaporiza con un láser, esta forma permite que el carbono pueda combinarse formando hexágonos y pentágonos y estructuras tridimensionales cerradas, se presenta en formas esféricas; el mas común de los fullerenos  es el de C60 (de sesenta átomos de carbono).

El Nanotubo de carbón

Es otra forma alotrópica del carbón, su estructura se puede considerar como grafito enrollado en forma de tubo, pueden ser abiertos o cerrados.

La Nanoespuma.

Es otra forma alotrópica del carbono descuebierta en 1997; consiste en un ensamblado de cúmulos de baja densidad de átomos de carbono, mantenidos en una red tridimensional.

Semana 4

Practica de los gases en el laboratorio

Semana 3

leyes de los gases

• Ley de Avogadro:

• Avogadro descubre en 1811 que a presión y temperatura constantes, la misma cantidad de gas tiene el mismo volumen independientemente del elemento químico que lo forme
• El volumen (V) es directamente proporcional a la cantidad de partículas de gas (n) independiente del elemento químico que forme el gas
• Por lo tanto: V₁ / n₁ = V₂ / n₂

• Lo cual tiene como consecuencia que:

• Si aumenta la cantidad de gas, aumenta el volumen
• Si disminuye la cantidad de gas, disminuye el volumen

• Ley de Boyle:
• Boyle descubrió en 1662 que la presión que ejerce un gas es inversamente proporcional a su volumen a temperatura y cantidad de gas constante: P = k / V → P · V = k  (k es una constante).

• Por lo tanto: P₁ · V₁ = P₂ · V₂

• Lo cual tiene como consecuencia que:

• Si la presión aumenta el volumen disminuye 
• Si la presión disminuye el volumen aumenta

• Nota: también se llama Ley de Boyle-Mariotte pues la descubrió de forma independiente en 1676.

• Ley de Charles:

• Charles descubrió en 1787 que el volumen del gas es directamente proporcional a su temperatura a presión constante: V = k · T (k es una constante).
• Por lo tanto: V₁ / T₁ = V₂ / T₂

• Lo cual tiene como consecuencia que:

• Si la temperatura aumenta el volumen aumenta
• Si la temperatura disminuye el volumen disminuye

• Nota: también se llama Ley de Charles y Gay-Lussac.

• Ley de Gay - Lussac:

• Gay-Lussac descubre en 1802 que la presión del gas es directamente proporcional a su temperatura a volumen constante: P = k · T (k es una constante).

• Por lo tanto: P₁ / T₁ = P₂ / T₂

• Lo cual tiene como consecuencia que:

• Si la temperatura aumenta la presión aumenta
• Si la temperatura disminuye la presión disminuye

• Ley de los Gases Ideales:

• Los gases ideales poseen las siguientes propiedades:

• Las moléculas del gas se mueven a grandes velocidades de forma lineal pero desordenada
• La velocidad de las moléculas del gas es proporcional a su temperatura absoluta
• Las moléculas del gas ejercen presión sostenida sobre las paredes del recipiente que lo contiene  
• Los choques entre las moléculas del gas son elásticas por lo que no pierden energía cinética
• La atracción / repulsión entre las moléculas del gas es despreciable

• Para estos gases ideales se cumple la siguiente ley:

P · V = n · R · T

• Donde n son los moles del gas y R la constante universal de los gases ideales.

• Ley General de los Gases:

• La Ley General de los Gases consiste en la unión de las siguientes leyes:

• Ley de Boyle: P₁ · V₁ = P₂ · V₂
• Ley de Gay-Lussac: P₁ / T₁ = P₂ / T₂
• Ley de Charles: V₁ / T₁ = V₂ / T₂

• Todas ellas se condensan en la siguiente fórmula:

P₁·V₁ / T₁ = P₂·V₂ / T₂

• Ley de Graham:

• Formulada por Graham descubrió en 1829:

• Las velocidades de efusión (salida a través de poros) y difusión (expansión hasta ocupar el volumen del recipiente) de los gases son inversamente proporcionales a la raíz cuadrada de sus masas molares:

v₁ / v₂ = (M₂ / M₁)^-1/2

• donde: v₁, v₂ son las masas de difusión / efusión del gas y M_2, M₁ son las masas molares

• Ley de Dalton:

• Formulada por Dalton en 1801.
• La presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones que ejercen cada uno de los gases que la componen.
• A la presión que ejerce cada gas de la mezcla se denomina Presión Parcial. Por lo tanto esta ley se puede expresar como:

P_Total = p₁+p₂+...+p_n

• Donde p₁, p₂, ..., p_n son las presiones parciales de cada uno de los gases de la mezcla.

Condiciones de un gas ideal

Temperatura (°C)	Temperatura (K)	Presión (atm)
0 °C	273.15 K	1 atm
15 °C	288.15 K	1 atm
20 °C	293.15 K	1 atm
25 °C	298.15 K	1 atm