Compuestos Orgánicos

Características de los Compuestos Orgánicos

Las características más importantes de los compuestos orgánicos son aquellas relacionadas con su composición, su enlace covalente, su combustibilidad y su abundancia.

En su composición los compuestos orgánicos contienen carbono y prácticamente siempre hidrógeno. Existen grupos importantes de compuestos orgánicos que poseem oxígeno, azufre, fósforo o halógenos (elementos del grupo 17 de la tabla periódica) y hasta algunos metales.

Los compuestos orgánicos son de carácter covalente lo cual le confiere varias propiedades, entre las que están:

• Ser gaseosos, líquidos o sólidos.
• Sus puntos de fusión son relativamente bajos.
• No son conductores.
• Son solubles en solventes no polares, según algunas peculiaridades.

Los compuestos orgánicos se caracterizan por su facilidad de combustión, tranformándose en dióxido de carbono y agua y su sensibilidad a la acción de la luz y del calor, experimentando descomposición o transformación químicas.

El número de compuestos de carbono es enorme y en la actualidad debe haber duplicado la última cantidad, ya que el ritmo de aumento anual es de aproximadamente unos 500,000 nuevos compuestos.

La causa de la existencia de un número tan elevado de compuestos de carbono se debe al carácter singular de este elemento, que puede:

• Formar enlaces fuertes con varios elementos, tanto con los muy electronegativos como con los de carácter metálico más acentuado.
• Unirse consigo mismo con enlaces covalentes fuertes, formando largas cadenas lineales, ramificadas o cíclicas. 
• Forma enlaces múltiples, consigo mismo o con otros elementos.

Como consecuencia de éstas características existen muchos compuestos con la misma composición pero distinta estructura, fenómeno muy frecuente en química orgánica que se conoce con el nombre de Isomería.

Solubilidad de los Compuestos Orgánicos

Compuesto Orgánico	Agua	Ácido Sulfúrico	Alcohol	Acetona	Funde/ No Funde
Sacarosa	Soluble	Soluble	Parcial	Insoluble	Funde
Ácido Salicílico	Insoluble	Insoluble	Parcial	Soluble	Funde
Ácido Benzoico	Insoluble	Insoluble	Soluble	Soluble	Funde
Parafina	Insoluble	Insoluble	Parcial	Soluble	Funde
Iodo	Parcial	Parcial	Soluble	Soluble	Sublima

Determinación de Carbono e Hidrógeno

Para compuestos desconocidos es esencial investigar los elementos que lo forman.

Esto se hace aplicando pruebas de laboratorio específicas para determinar la presencia de elementos como el carbono, hidrógeno, nitrógeno, halógenos, azufre y fósforo.

A este conjunto de pruebas se les conoce como análisis elemental orgánico. 

Para identificar un compuesto orgánico, además de los datos de sus constantes físicas, es de bastante utilidad conocer su composición elemental, deida a la existencia de compuestos diferentes con propiedades físicas muy semejantes.

La identificación de los elementos puede realizarse por varios métodos, algunos de los cuales pueden hacerse cualitativamente.

El método más frecuente usado en el análisis cualitativo es el de la fusión alcalina, en dicho método se convierte los elementos en sales sódicas orgánicas.

Los compuestos orgánicos, se caracterizan por su procedencia de la naturaleza viva y aparte de ser loes responsables de formar los tejidos de los seres vivos, representan materia prima para la creación de sustancias que mejoran la calidad de vida del ser humano, por ende es necesario conocer su composición y estructura química.

Modelos Moleculares Orgánicos

Los modelos moleculares se basan en métodos teóricos y técnicas computacionales para representar o imitar el comportamiento de moléculas, permitiendo la visualización en el espacio y su identificación.

Es muy importante en química orgánica desarrollar la visicón especial, para poder imaginarnos como son las moléculas.

Los modelos están constituidos por esferas que representan los átomos de acuerdo a su color y tamaño, las varillas o muelles representan los enlaces que unen a los elementos.

La teoría de los pares de electrones libres de la capa de valencia establece que los átomos se unen de tal forma que no exista repulsión entre ellos o que se minimice, generándose figuras geométricas y formándose diversos ángulos de enlaces de acuerdo a su tipo de hibridación, entre las que se encuentran la hibridación SP³, SP² y SP.

En resumen, se utilizan pelotitas de colores (para el carbono, negro; para el hidrógeno, blanco) con agujeritos. Cada agujero representa un electrón que permite al átomo realizar un enlace. Los enlaces son representados por varillas diferentes para cada enlace. Así, se representan los compuestos de manera física y tridimensional.

Hibridación SP³

Se representa la configuración de los átomos formando un ángulo de enlace de 109.5° con el átomo C central el cual tiene cuatro huecos.

La figura es tetraédrica.

Entre ellas está la familia de los alcanos, como por ejemplo el Metano CH₄

_{Hibridación SP}²

Se reprsenta la configuración de los átomos con un ángulo de enlace de 120° con el C que es el átomo central el cual tiene huecos perforados en 3 puntos. La figura geométrica triangular. Está la familia de los alquenos entre ellos el CH₂=CH_2.

 

Hibridación SP:

Se representa la configuración de los átomos con un ángulo de enlace de 180° y el C que es el átomo central el cual tiene huecos perforados en 2 puntos. La figura geométrica es linear.

Está la familia de los alquinos, entre ellos, el etino 

Otros ejemplos de modelos atómicos

Set para construir modelos moleculares

 
 

Eteno

Valor Nutritivo delos Alimentos

Existen seis grupos principales de nutrientes, ellos son: Hidratos de Carbono, Proteínas, Grasas o Lípidos, Minerales, Vitaminas y Agua.

Para llamar a un ingrediente "alimento" debe de tener al menos un nutriente, es decir, debe tener carbohidratos, lípidos, minerales u otro.

Nutrientes Principales

Hidratos de Carbono, Azucares o Glúcidos

La función principal de los azúcares, hidratos de carbono o glúcidos, es proporcionar la energía necesaria. La mayoría recibe su gran aporte energético de los alimentos ricos en hidratos de carbono. Un gramo de carbohidratos proporciona 4 Kcal de energía. Generalmente las dietas ricas en carbohidratos, son pobres en otros nutrientes. Todos los cereales, algunas frutas y azúcar, son buenas fuentes de hidratos de carbono.

Grasas o Lípidos

Las grasas son una fuente extremadamente concentrada de energía. Un gramo de grasa equivale a 9.0 Kcal de energía. Cuando se consumen en exceso los nutrientes energéticos, estos se convierten en grasa y se depositan en nuestro cuerpo. Cuando la ingestión energética es baja, el organismo emplea la grasa almacenada.

Las grasas aportan las vitaminas solubles en ella como el grupo de ADEK. Son más lentas de digerir que los otro nutrientes, y por tanto, atrasan el comienzo de la sensación de hambre.

Existen dos fuentes principales de grasas:

1. Grasa animal (manteca, mantequilla, etc.)
2. Grasa vegetal (aceite de maíz, aceite palma, soya girasol, etc).

Proteínas

Las proteínas son los componentes estructurales del organismo. Todos los tejidos contienen proteínas. Las enzimas, los anticuerpos y ciertas hormonas son porteínas. Existen dos fuentes de ellas:

1. Animal
2. Vegetal

En los países desarrollados, la mayor parte de las proteínas de la dieta la proporcionan los alimentos básicos vegetales.

Nota: Los tres nutrientes no energéticos: minerales, vitaminas y agua, son muy importantes y ayudan al aprovechamiento de los demás nutrientes.

Las relaciones nutricionales se modifican por:

El crecimiento: Es más rápido durante los primeros cinco años de vida y crea una gran demanda de todos nutrientes.

Actividad física: Mientras más activa es una persona, más energía necesitará.

El volumen corporal: Una persona de mayor corpulencia, a pesar de tener una tasa metab+olica menor, utiliza más energía que una persona de menos proporciones.

Embarazo: Aumenta la necesidad de la madre en un 25% a lo que nutrientes se refiere.

Enfermedad y Convalencia: Las infecciones aumentan las necesidades de nutrientes, además a menudo se pierde el apetito.

Es importante una buena dieta durante convalencia, con el objeto de recuperar las reservas de nutrientes que pudieran haber disminuido durante la enfermedad.

El marasmo es una deficiencia calórico-proteica que produce enflaquecimiento extremo (se pierde más del 60% del peso normal).

Existe amplia variedad de cuadros patológicos, como consecuencias de la deficiencia alimentaria de los diferentes nutrientes.

Preguntas

1-¿Cuáles son los nutrientes que deben estar presentes en una dieta balanceada? Carbohidratos, proteínas, grasas, minerales, vitaminas y agua.

2-¿Cuáles son los principales nutrientes que usted conoce? (Los de arriba)

3-Al lado de estos alimentos escriba el nutriente que posee en mayor proporción:

Pan Carbohidratos

Carne Proteínas

Leche Carbohidratos

Maíz Carbohidratos

Arroz Carbohidratos

Mantequilla Lípidos

5- Calcule el gasto de energía de estos individuos:

• Un jugador de baseball  (3 horas)             1,350
• Un obrero de construcción (6h15min)      2,812.5
• Un jardinero (2h25min)                             870
• Una bailarina (6h3min)                             1,452

Propiedades de los Glúsidos (Monosacáridos)

Los glúcidos son biomoléculas de sabor dulce, solubles en agua, sólidos, blancos y cristalinos. Son compuestos ternarios por contener: Carbono (C), Hidrógeno (H) y Oxígeno (O)   (CHO, Aldehído)

Los compuestos orgánicos pertenecientes al grupo de los glúcidos o carbohidratos, conocidos como monosacáridos, presentan propiedades químicas altamente reductoras, que se atribuyen al radical aldehído, el cual reduce algunos óxidos metálicos, como el cobre, bismuto y mercurio en solución alcalina.

De acuerdo con el número de carbonos en su molécula, se les llama diosas (2 átomos), triosas (3 átomos), tetrosas (4), pentosas (5), hexosas (6), etc. Los más importante monosacáridos son las pentosas y hexosas, ya que las pentosas como la Ribosa y Desoxirribosa forman parte fundamental de los ácidos nucléicos; y las hexosas como la glucosa, es importante en el metabolismo de las células animales.

Se encargan de proporcionar a la célula la energía para realizar sus funciones.

Los glúcidos que el cuerno no utiliza, son transformados en grasas y se almacenan.

Preguntas

1-Menciona por qué son importantes los carbohidratos. Porque el cuerpo obtiene energía de ellos.

2-Investiga y anota cinco carbohidratos que se encuentran en las plantas. Celulosa, hemicelulosa, pectina, glucosa y fructuosa.

3-Escribe el nombre de cinco monosacáridos. Gliceraldehído, Eritrosa, Ribosa, Alosa y Dihidroxiacetona.

4-Describe si encontraste glucosa en el jugo natural. Sí, se encontró glucosa, que cambiaba el color.

5-Relaciona ambas columnas correctamente.

1-Celulosa.   2-Hidratos de Carbono. 3-Azucar de Mesa.   4-C, H, O      5-Quitina.       6-Grasa.

(4) Elementos que entran en la composición de los carbohidratos.

(6) Sustancias en los que se transforman los carbohidratos que no utiliza el cuerpo.

(2) Sinónimo de carbohidratos.

(3) Disacárido formado por una molécula de glucosa y otra de fructuosa.

(1) Es un ejemplo de un polisacárido.

La Quitina forma parte de la pared celular de hongos y cangrejos.

Cloroplastos y Mitocondrias

Los cloroplastos se caracterizan por la presencia de pirgmentos: clorofila y carotenoides.

Los cloroplastos se localizan principalmente en las hojas de las plantas superiores y en las algar. Capturan la energía de laluz y la transforman en ATP y diversos alimentos. Su forma puede ser: esférica, ovoide, discoide, de clava o vesiculosa. Se encuentran dentro del citoplasma, cerca del núcleo.

Las mitocondrias son organelos granulares o filamentosos que se encuentran en el citoplasma de las células.

Aproximadamente el 90% de la energía se mantiene gracias a las reacciones químicas mitocondriales. Por ello se les llama: La central de energía de la célula.

Está rodeada por dos membranas:

1. La exterior: es lisa y encierra al organelo.
2. La interior: se dobla en pliegues o dobleces, llamados crestas mitocondriales. Son más abundantes en las células con actividad metabólica intensa y aquí ocurren la mayor parte de las actividades respiratorias de la célula.

Preguntas

1-¿Qué son las mitocondrias y qué función realizan? Son organelos del citoplasma. Obtienen energía a través de la respiración celular .

2-¿En qué parte de las células se localiza a las mitocondrias? Citoplasma.

3-¿Cómo se llama el pigmento verde que contienen los cloroplastos? Clorofila

4-¿Qué son los plastidios y cómo se clasifican? Organelos que dan color. Cloroplastos, Leucoplastos, Cromo plastos y Antiosianina.

5-¿Cuál es la función de los coloroplastos? Transformar la energía lumínica en química a través de la fotosíntesis, también transformarla en ATP y otros alimentos, además, dan color verde a las plantas.

6-¿Por qué razón los vegetales verdes se les da el nombre de productores o seres autótrofos? Porque fabrican su propio alimento.

Estructuras Celulares

La célula es el factor anatómico común a todos los organismos vivos, pero aunque los seres vivos están formados por células, no todos se encuentran constituidos de la misma manera. En término generales, se distinguen dos tipos de células, las vegetales y animales.

La célula vegetal, además de poseer casi los mismos organelos que la célula animal, presenta dos componentes esenciales:
    a)Una capa externa resistente, formada por celulosa, localizada por fuera de la membrana plasmática y se llama pared celular; esta capa tiene la función de dar resistencia y protección a la célula vegetal.
     b)Los cloroplastos, que son organelos membranosos; estos contienen clorofila y llevan a cabo la función de la fotosíntesis.

También presentan otros tipos de plastos, los cromoplastos, que contienen diferentes tipos de pigmentos dan color a las hojas, flores y frutos.

Preguntas

1-¿Qué función realiza el núcleo? Contiene el material genético (ADN).

2-¿Cómo se llaman las estructuras celulares que dan color a las flores y frutos? Cromoplastos (dan colores como el rojo, naranja, etc); Cloroplastos (da el color verde) y Leucoplastos (Da los colores como el blanco de la papa).

3-¿Qué estructuras están encargadas de almacenamiento de sustancias? Membrana Celular.

4-Escribe la función y la importancia que presentan los cloroplastos. Transforman la energía lumínica en química a través de la fotosíntesis y da el color verde a las plantas.

Células Vegetales y Animales

La célula es una elemento básico de la materia viva: se caracteriza por tener funciones de nutrición, respiración, crecimiento, reproducción y relación con el medio. La necesidad de adaptación ha producido una diferencia morfológica y funciona entre células animales y vegetales.

Las principales diferencias entre las células son de tipo morfológico. Las vegetales presentan cloroplastos, organelos citoplasmáticos en donde se lleva a cabo la fotosíntesis, la pared celular que le da forma y rigidez a la célula vegetal, está formada por un polisacárido llamado celulosa, también, contienen una vacuola muy grande que en ocasiones ocupa casi todo el contenido celular, la menbrana celular tiene la función de barrera osmótica.

Las animales no presentan cloroplastos ni cápsula de secreción (pared celular) y en caso de tenerla no está constituida por celulosa.

Características	Célula Vegetal	Célula Animal
Pared Celular	Sí	No
Vacuolas	Sí	No
Cloroplastos	Grandes y muchas	Pequeñas y Pocas
Cromoplastos	Sí	No

Preguntas

1-¿Cuál es la diferencia fundamental entre la célula animal y vegetal? La animal no tiene cloroplastos y tiene pocas vacuolas, la vegetal tiene una vacuola grande.

2-¿Qué indica la presencia de cloroplastos en la célula vegetal? El color verde.

3-¿Cuál es la diferencia entre una membrana celular y una pared celular? La membrana es permeable y la pared es impermeable.

4. Explica ¿Por qué decimos que la membrana celular es permeable? Porque permite el paso de sustancias.

El Microscopio

 El microscopio es un instrumento que fue diseñado para estudiar los organismos invisibles a simple vista. El primer microscopio compuesto, también conocido como microscopio óptico y formado por dos sistemas de lentes separadas, se atribuye a José y Zacarías Janssen, Holanda (1590-1591). Los microscopios compuestos más potentes aumentan hasta 2,000 veces el tamaño de una imagen y tienen un poder de resolución de hasta 1 miera.

Otro tipo de microscopio, lo es el de contraste de fase o de luz ultravioleta, aumenta hasta 10,000 veces y su poder de resolución es de 0.1 miera (inventado a partir de 1903).

El gran invento en la microscopia ha sido el microscopio electrónico, ideado y constando por Ernest Ruska a partir de 1934. Hoy día, se logran aumentos de hasta 1,000,000 de veces. Dicho microscopio utiliza un haz de electrones, de modo que el objeto es bordeado por electrones en vez de ondas lumínicas. El aumento es la proporción entre el tamaño de la imagen que se ve al microscopio y el tamaño real del objeto.

Una de las grandes ventajas del microscopio electrónico es su notable poder de resolución, o capacidad de percibir los detalles finos, la cual se expresa como la distancia mínima entre dos puntos a la cual estos pueden verse como dos puntos separados en vez de como una mancha borrosa.

En el microscopio electrónico de transmisión un haz de electrones pasa a través del espécimen y objeto y después incide sobre la placa fotográfica o una pantalla fluorescente.

El lente más simple de aumento empleado hasta ahora es la lupa, empleada por primera vez por Anton van Leeuwenhoeck para observar espermatozoides, glóbulos rojos, y protozoarios. La lupa estereoscópica hecha para usarla en disección, puede aumentar la imagen desde 4-40 veces.

El primer microscopio compuesto construido en el siglo XVII, fue empleado por varios biólogos de la época. Robert Hooke descubrió la célula vegetal por primera vez en 1665 examinando trazos de corcho, bajo un rudimentario microscopio compuesto construido por él.

El desarrollo de la Citología, como rama de la Biología, contó con el uso del microscopio compuesto y su perfeccionamiento se hizo necesario para observarlas. Casi todas las células son microscópicas. Una célula animal promedio tiene 15 micrómetro (una millonésima de metro), una vegetal mide unos 40 micrómetros. Las células más pequeñas son las de ciertos microorganismos. 

Partes

1. Ocular. Sistema de lente fijado a un tubo pequeño removible situado en la parte superior del instrumento próximo al ojo del observador.
2. Tubo corredizo. Parte tubular principal del microscopio compuesto. Conecta el ocular con los objetivos. Permite a los rayos de luz pasar entre los dos sistemas de lentes.
3. Revólver. Disco de rotación localizado al final del tubo corredizo. Los objetivos se ajustan a este.
4. Objetivos. Sistema de lentes que están fijos a tubos pequeños que se encuentran cerca del objeto. Generalmente pueden emplear tres tipos de objetivos: El objetivo de menor aumento (La magnificación de este objetivo puede variar, pero siempre es la menor); Objetivo de mayor aumento y magnificación y Objetivo de inmersión de aceite (es el de mayor potencia de aumento en el microscopio, para usarlo generalmente se utiliza una gota de aceite de cedro sobre la preparación).
5. Botón o Tomillo Macrométrico. Palanca que mueve el tubo corredizo rápidamente hacia arriba o hacia abajo.
6. Botón o Tomillo Micrométrico. Se emplea para darle nitidez a la imagen, de forma lenta y precisa, una vez ha sido localizada.
7. Brazo. Es el soporte de las diferentes partes del microscopio, exceptuando la base a la que se une por el tornillo de inclinación.
8. Platina. Es la plataforma sobre la que se colocan los objetos que se van a estudiar.
9. Pinzas. Agarres de la platina para sostener fijo y en posición correcta el portaobjeto.
10. Diafragma. Dispositivo que está localizado en la parte inferior de la platina.
11. Condensador. Es un juego de lentes localizados debajo de la platina y accionado por el tornillo del condensador. Su función es acercar o alejar la luz a la abertura de la platina.
12. Pilar. Parte que se levanta de la base y sostiene el microscopio.
13. Tomillo de Inclinación. Tornillo donde se unen la base y el brazo y sirve para inclinar el microscopio.
14. Espejo. Está colocado debajo del Condensador. SIrve para orientar los rayos de luz hacia el objeto. Tiene dos caras, la cóncava o hueca (Se emplea con la luz artificial [Eléctrica]) y la  plana (Se emplea con la luz natural  [Del Sol]).
15. Pie o Base. Parte en forma de herradura que sirve. Junta al pilar, de soporte al microscopio compuesto y lo mantiene fijo.

Preguntas

1-¿En qué posición se observa la imagen de la letra "e" en el microscopio? Al revés.

2-Cuando enfoca con la lente objetivo de mayor aumento, ¿qué observa con respecto a la iluminación y tamaño de la imagen? Se ve más grande y borroso.

3-Para localizar la imagen en el microscopio compuesto, se utiliza: El Tornillo Macrométrico.

4-¿Cuál de los siguientes personajes observó, por primera vez, las células de corcho? Robert Hooke.

5-Si observó la imagen de la letra "e" con un lente ocular 15X y un lente objetivo de 40 ¿Cuál es el aumento total de ésta imagen? 600X    (15 x 40)

6-¿Qué utilizó usted para colocar el material biológico sobre la platina? Porta Objetos.

7-Para relejar luz el microscopio posee un espejo ¿cuál cara del espejo utilizó en el laboratorio? La cara de luz artificial (Cóncava o Hueca).

8-En el microscopio que utilizó osee tres lentes objetivos ¿con cuál inició el enfoque? Con el 4x / 0.10

9-Si al localizar la imagen de la letra C se observa borrosa ¿qué hace para aclararla? Ajustar el tomillo micrométrico.