Química orgánica


La Química Orgánica o Química del carbono es la rama de la química que estudia una clase numerosa de moléculas que contienen carbono formando enlaces covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno, también conocidos como compuestos orgánicos. Friedrich Wöhler y Archibald Scott Couper son conocidos como los "padres" de la química orgánica.

I. Historia

La química orgánica se constituyó como disciplina en los años treinta. El desarrollo de nuevos métodos de análisis de las sustancias de origen animal y vegetal, basados en el empleo de disolventes como el éter o el alcohol, permitió el aislamiento de un gran número de sustancias orgánicas que recibieron el nombre de "principios inmediatos". La aparición de la química orgánica se asocia a menudo al descubrimiento, en 1828, por el químico alemán Friedrich Wöhler, de que la sustancia inorgánica cianato de amonio podía convertirse en urea, una sustancia orgánica que se encuentra en la orina de muchos animales. Antes de este descubrimiento, los químicos creían que para sintetizar sustancias orgánicas, era necesaria la intervención de lo que llamaban ‘la fuerza vital’, es decir, los organismos vivos. El experimento de Wöhler rompió la barrera entre sustancias orgánicas e inorgánicas. Los químicos modernos consideran compuestos orgánicos a aquellos que contienen carbono e hidrógeno, y otros elementos (que pueden ser uno o más), siendo los más comunes: oxígeno, nitrógeno, azufre y los halógenos. Por ello, en la actualidad, la química orgánica tiende a denominarse química del carbono.

II. La química del carbono

La gran cantidad de compuestos orgánicos que existen tiene su explicación en las características del átomo de carbono, que tiene cuatro electrones en su capa de valencia: según la regla del octeto necesita ocho para completarla, por lo que forma cuatro enlaces (valencia = 4) con otros átomos. Esta especial configuración electrónica da lugar a una variedad de posibilidades de hibridación orbital del átomo de Carbono (hibridación química).

La molécula orgánica más sencilla que existe es el Metano. En esta molécula, el Carbono presenta hibridación sp3, con los átomos de hidrógeno formando un tetraedro.
El compuesto más simple es el metano, un átomo de carbono con cuatro de hidrógeno (valencia = 1), pero también puede darse la unión carbono-carbono, formando cadenas de distintos tipos, ya que pueden darse enlaces simples, dobles o triples. Cuando el resto de enlaces de estas cadenas son con hidrógeno, se habla de hidrocarburos, que pueden ser:



III. Radicales

Los radicales son fragmentos de cadenas de carbonos que cuelgan de la cadena principal. Su nomenclatura se hace con la raíz correspondiente (en el caso de un carbono met-, dos carbonos et-...) y el sufijo -il. Además, se indica con un número, colocado delante, la posición que ocupan. El compuesto más simple que se puede hacer con radicales es el 2-metilpropano. En caso de que haya más de un radical, se nombrarán por orden alfabético de las raíces. Por ejemplo, el 2-etil, 5-metil, 8-butil, 10-docoseno.

IV. Grupos funcionales

Los compuestos orgánicos también pueden contener otros elementos, también grupos de átomos, llamados grupos funcionales. Un ejemplo es el grupo hidroxilo, que forma los alcoholes: un átomo de oxígeno enlazado a uno dehidrógeno (-OH), al que le queda una valencia libre.


Tabla Periodica


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Modelos Atómicos
Conceptos
Dalton
  • Discontinuidad de la materia
  • Los átomos del mismo tipo tienen igual masa y propiedades (no se incluye el concepto de isótopos)
J.J. Thomson
  • Divisibilidad del átomo
  • El átomo se considera como una esfera de carga positiva, con los electrones repartidos como pequeños gránulos.
E. Rutherford
* Conceptos de núcleo y corteza* Los electrones giran alrededor del núcleo como los planetas alrededor del Sol (modelo planetario).
Eugen Goldstein
  • Descubrimiento del protón
Niels Bohr
  • El átomo de hidrógeno consta de un núcleo (+) y a su alrededor gira en forma circular un electrón (-), de tal manera que la fuerza centrífuga contrarreste la fuerza de atracción electrostática.
  • El electrón sólo gira en determinadas órbitas de radios definidos, llamados también niveles cuantificados de energía.
  • Mientras los electrones permanezcan en un mismo nivel de energía (llamados estados estacionarios por Bohr) no ganan ni pierden energía.
  • Un electrón puede cambiar de un nivel a otro dentro de un mismo átomo ganando o perdiendo una cantidad de energía igual a la diferencia existente entre ambos estados. De este modo, todo cambio energético del electrón corresponderá a saltos que haga entre los estados estacionarios.
  • Un átomo sólo emite energía cuando un electrón salta de un nivel de energía superior a otro inferior y absorbe energía en caso contrario. La energía emitida o absorbida por el átomo recibe el nombre de fotón o cuanto de luz.
Louis de Broglie
  • Propuso que el electrón tendría propiedades ondulatorias y de partícula (al igual que la energía lumínica).
Werner Heisenberg
  • Formula el Principio de Incertidumbre, el cual establece que es imposible determinar simultáneamente la posición y la velocidad exacta de un electrón.
Erwin Schrodinger
  • Propone una ecuación matemática que da al electrón el carácter de onda y de partícula simultáneamente, ya que incluye la masa del electrón y una expresión que puede considerarse la amplitud de la onda de dicha partícula.
James Chadwick
  • Descubrimiento del neutrón


ALCANOS
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Los alcanos son hidrocarburos (formados por carbono e hidrógeno) que solo contienen enlaces simples carbono-carbono. Se clasifican en lineales, ramificados, cíclicos y policíclicos.

Propiedades físicas de los alcanosLos puntos de fusión y ebullición de alcanos son bajos y aumentan a medida que crece el número de carbonos debido a interacciones entre moléculas por fuerzas de London. Los alcanos lineales tienen puntos de ebullición más elevados que sus isómeros ramificados.

Nomenclatura de alcanosLos alcanos se nombran terminando en -ano el prefijo que indica el número de carbonos de la molécula (metano, etano, propano...)

Estructura del nombreEl nombre de un alcano está compuesto de dos partes, un prefijo que indica el número de carbonos de la cadena seguido del sufijo -ano que caracteriza este tipo de compuestos, (met-ano, et-ano, prop-ano, but-ano).

Elección de la cadena principal

Encontrar y nombrar la cadena más larga de la molécula. Si la molécula tiene dos o más cadenas de igual longitud, la cadena principal será la que tenga el mayor número de sustituyentes.

Numeración de la cadena principalNumerar los carbonos de la cadena más larga comenzando por el extremo más próximo a un sustituyente. Si hay dos sustituyentes a igual distancia de los extremos, se usa el orden alfabético para decidir cómo numerar.


Formación del nombreEl nombre del alcano se escribe comenzando por el de los sustituyentes en orden alfabético con los respectivos localizadores, y a continuación se añade el nombre de la cadena principal. Si una molécula contiene más de un sustituyente del mismo tipo, su nombre irá precedido de los prefijos di, tri, tetra, ect.
CICLOALCANOS

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Construcción del nombreSe nombran precediendo el nombre del alcano del prefijo ciclo-( ciclo propano,ciclo butano,ciclopentano, etc.). También se pueden nombrar como radicales cicloalquilo (ciclopropilo, ciclobutilo, etc.)

Numeración de la cadenaLa numeración se realiza de modo que se asignen los localizadores más bajos a los sustituyentes. En caso de no decidir, se numera teniendo en cuenta el orden alfabético de los sustituyentes.


ALQUENOS
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Son hidrocarburos insaturados que tienen uno o varios dobles enlaces carbono-carbono en su molécula. Se puede decir que un alqueno no es más que un alcano que ha perdido dos átomos de hidrógeno produciendo como resultado un enlace doble entre dos carbonos. Los alquenos cíclicos reciben el nombre de cicloalquenos.


Nomenclatura de alquenosLa IUPAC nombra los alquenos cambiando la terminación -ano del alcano por -eno. Se elige como cadena principal la más larga que contenga el doble enlace y se numera para que tome el localizador más bajo.

Reglas de nomenclatura
  • Regla 1.- Se elige como cadena principal la más larga que contenga el doble enlace.

  • Regla 2.- Se numera la cadena principal de modo que el doble enlace tenga el localizador más bajo posible.


ALQUINOS
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Los alquinos son hidrocarburos con al menos un triple enlace entre dos átomos de carbono.

Nomenclatura de alquinosLos alquinos se nombran sustituyendo la terminación -ano del alcano por -ino. El alquino más pequeño es el etino o acetileno. Se elige como cadena principal la más larga que contenga el triple enlace y se numera de modo que este tome el localizador más bajo posible.


¿Cómo se nombran los alquinos?El grupo funcional característico de los alquinos es el triple enlace carbono-carbono. La IUPAC nombra los alquinos cambiando la terminación -ano de los alcanos por -ino. Esta terminación está precedida de un localizador que indica la posición del triple enlace dentro de la cadena.

Numeración de la cadena principal
Se numera la cadena principal de manera que el triple enlace tome el localizador más bajo posible. Cuando hay un doble y un triple enlace se numera empezando por el extremo más próximo a cualquiera de los grupos funcionales. Si están a la misma distancia de los extremos se numera empezando por el doble enlace. Los grupos funcionales (-OH), tienen preferencia sobre los triples enlaces y se les asigna el localizador más bajo.


Alquinos como sustituyentes.
Cuando un alquino actúa como sustituyente se cambia la terminación -o por -ilo





Familias de los elementos representativos de la tabla periódica.
METALES ALCALINOS:
Series de 6 elementos químicos en el grupo 1 (olA) del sistema periódico. Comparados con otros metales son blandos, tienen puntos de fusión muy bajos, y son tan reactivos que nunca se encuentran en la naturaleza sino es combinado con otros elementos. Son poderosos agentes reductores, o sea pierden fácilmente un electrón, y reaccionan violentamente con agua para formar hidrógeno gas e hidróxidos de metal, que son bases fuertes. Los metales alcalinos son, por orden de número atómico creciente son: litio, sodio, potasio, rubidio, cesio, francio.
Del francio existen solamente isótopos radiactivos.
No son elementos electronegativos y pierden su electrón de valencia con facilidad; por lo que su único estado de oxidación es +1.
Sus compuestos son de carácter iónico.
No se encuentran libres en la naturaleza sino se hallan formando sales marinas y en rocas salinas.
METALES ALCALINO-TERREOS:
Todos los metales alcalino-térreos son fuertemente reductores.
Son menos reactivos que los metales alcalinos.
Son más duros que los metales alcalinos.
Sus compuestos tienen un marcado carácter iónico, excepto los compuestos de berilio.
Se caracterizan por su naturaleza fuertemente metálica; que aumenta con él número atómico.
Reaccionan para formar esencialmente óxidos, hidróxidos, y sales. No se encuentran libres en la naturaleza.
Se obtienen por medio de procesos electrolíticos de sus sales fundidas.
TERREOS:
La basicidad de sus óxidos aumenta al incrementarse el número atómico.
Sus compuestos son covalentes.
Las propiedades varían desde el carácter no metálico del boro, cuyo estado de oxidación es +3.
El italio con su estado de oxidación +1, de mayor estabilidad y que forma compuestos iónicos.
GRUPO DEL CARBONO:
Compuestos covalentes a las propiedades metálicas del estaño y del plomo.
Las propiedades varían desde el comportamiento no metálico del carbono con estado de oxidación más estable (+4).
A la vista de los valores de la energía de ionización es muy poco probable, por ello los compuestos de estos elementos con su estado de oxidación +4 son predominantes covalentes.
Los compuestos con estado de oxidación +2 son también covalentes.
GRUPO DEL NITRÓGENO:
El nitrógeno tiene 3 enlaces covalentes y el resto de elementos pueden presentar covalencias superiores debido a la participación de orbitales de próximas.
Por ser muy elevadas las energías de ionización no existen los iones M+5.
Hay una transición regular entre las propiedades no metálicas del nitrógeno y las metálicas del bismuto.
Cuando tienen estado de oxidación +5 presentan los óxidos propiedades ácidas, aunque disminuye al aumentar el número atómico.
CALCOGENOS:
Los pasos de formación son endotérmicos.
Empequeñece el poder oxidante del elemento al aumentar el número atómico. Todos los elementos tienden a formar iones -2(E2-)
Los óxidos tienen un marcado carácter iónico (con excepción de los grupos precedentes y los óxidos de los halógenos).
El azufre, selenio y teluro con oxidación -2 son reactivos. Todos los elementos reaccionan con el hidrógeno.
HALOGENOS:
Son 5 elementos químicamente activos, estrechamente relacionados -flúor, cloro, bromo, yodo, ástato, que forman el grupo 7 (oVIIA) del sistema periódico. El nombre halógeno, o formador de sal se refiere a la propiedad de cada uno de los halógenos de formar, con el sodio, una sal similar a la sal común (cloruro de sodio). Todos los miembros del grupo tienen una valencia de -1 y se combinan con los metales para formar halogenuros, así con metales y con no metales para formar iones complejos.
Los cuatro primeros elementos del grupo reaccionan con facilidad con los hidrocarburos, obteniéndose los halogenuros de alquilo.
Sus puntos de fusión y de ebullición aumentan conforme a su número atómico por aumentar las fuerzas intermoleculares.
Todos son no metales.
Tienen tendencia a completar su capa electrónica interna mediante la incorporación de un electrón.
GASES NOBLES:
Serie de 6 elementos químicos gaseosos que constituyen el grupo 8 (oVllA) del sistema periódico. Por orden creciente de masa son: helio, neón, argón, criptón, xenón, radón.
Durante muchos años los químicos creyeron que esos gases eran inertes, porque sus capas exteriores estaban totalmente ocupadas por electrones. Es decir no podían combinarse con otros elementos o compuestos. Se sabe que esto no es cierto al menos para los 3 primeros gases más pesados. En 1962, Neil un químico inglés que trabajaba en Canadá, consiguió obtener el primer compuesto complejo de xenón. Su trabajo fue confirmado por científicos del Argonne National Laboratory de Illinois (EEUU), que obtuvieron el primer compuesto simple de simple de xenón y flúor, y más tarde compuestos de radón y criptón. Aunque los compuestos de criptón se consiguieron con mucha dificultad, tanto el xenón como el radón reaccionaban fácilmente con el flúor, y posteriormente pudieron realizarse reacciones para producir otros compuestos de radón y xenón.
Se presenta en forma monoatómica.
Todos excepto el radón forman parte de la composición atmosférica.
Puntos de fusión y de ebullición muy bajos por lo que a temperaturas muy bajas se les encuentra en estado gaseoso.
Son muy escasos en la naturaleza.
Sus puntos de ebullición y de fusión se elevan con respecto a su número atómico.
Los gases nobles se obtienen por destilación fraccionada del gas licuado, excepto el helio, y el aislar el xenón con el flúor y con el oxígeno.



Ramas de la Química

Aunque hay una gran variedad de ramas de la química, las principales divisiones son: Química Orgánica, Química Inorgánica, Fisicoquímica, Química analítica, Bioquímica.

  • Química inorgánica: Síntesis y estudio de las propiedades eléctricas, magnéticas y ópticas de los compuestos formados por átomos que no sean de carbono (aunque con algunas excepciones). Trata especialmente los nuevos compuestos con metales de transición, los ácidos y las bases, entre otros compuestos.

  • Química orgánica: Síntesis y estudio de los compuestos que se basan en cadenas de carbono.

  • Bioquímica: estudia las reacciones químicas en los seres vivos, estudia el organismo y los seres vivos.

  • Química física: estudia los fundamentos y bases físicas de los sistemas y procesos químicos. En particular, son de interés para el químico físico los aspectos energéticos y dinámicos de tales sistemas y procesos. Entre sus áreas de estudio más importantes se incluyen la termodinámica química, la cinética química, la electroquímica, la mecánica estadística y la espectroscopía. Usualmente se la asocia también con la química cuántica y la química teórica.

  • Química industrial: Estudia los métodos de producción de reactivos químicos en cantidades elevadas, de la manera económicamente más beneficiosa. En la actualidad también intenta aunar sus intereses iniciales, con un bajo daño al medio ambiente.

  • Química analítica: estudia los métodos de detección (identificación) y cuantificación (determinación) de una sustancia en una muestra. Se subdivide en Cuantitativa y Cualitativa.


Configuraciones Electrónicas
La configuración electrónica muestra como se distribuyen los electrones en un átomo en los orbitales de los diferentes niveles de energía.
El orden en el que se van llenando los niveles de energía es: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p.
El esquema de llenado de los orbitales atómicos, lo podemos tener utilizando la regla de la diagonal, para ello se debe seguir la flecha del esquema comenzando en 1s y así completar los orbitales con los electrones en forma correcta.
Los orbitales se llenan en orden creciente de energía, con no más de dos electrones por orbital, según el principio de construcción de Aufbau.
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d <4p < 5s < 4d < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d...
PRINCIPIO DE MÁXIMA MULTIPLICIDAD O REGLA DE HUND.-
"Los orbitales con igual contenido de energía se van formando con un solo electrón antes de que formen pares
PRINCIPIO DE EDIFICACIÓN PROGRESIVA.-"Dos electrones de un mismo átomo no pueden tener idénticos los cuatro números cuánticos, al menos uno es diferente".


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Escribiendo configuraciones electrónicas
Para escribir la configuración electrónica de un átomo es necesario:
  • Saber el número de electrones que el átomo tiene; basta conocer el número atómico (Z) del átomo en la tabla periódica. Recuerda que el número de electrones en un átomo neutro es igual al número atómico (Z = p+).
  • Ubicar los electrones en cada uno de los niveles de energía, comenzando desde el nivel más cercano al núcleo (n = 1).
  • Respetar la capacidad máxima de cada subnivel (s = 2e-, p = 6e-, d = 10e- y f = 14e-).

Ejemplos:
a) Cloro: 17 Cl: 1s, 2s, 2p,3s, 3p5
b) Cinc: 30 Zn: 1s, 2s, 2p,3s, 3p, 4s, 3d


A partir de configuración electrónica podemos obtener los siguientes datos:
a) Nivel de energía más externo: Es el último nivel, por tanto está representado por el coeficiente más alto.
b) Último subnivel que se forma: Es el subnivel en el cual termina la configuración.
c) Electrones de valencia: Número de electrones presentes en el último nivel.

Ejemplo:

Silicio: 14Si: 1s, 2s, 2p,3s, 3p
a) Nivel de energía más externo: 3
b) Último subnivel que se forma: p
c) Electrones de valencia: 2 + 2 = 4


NÚMEROS CUÁNTICOS

NÚMERO CUÁNTICO PRINCIPAL (n):

Representa los niveles energéticos. Se designa con números enteros positivos desde n=1 hasta n=7 para los elementos conocidos.

Para calcular el número máximo de electrones que acepta cada nivel se calcula con la fórmula 2n donde "n" es el nivel. El valor de "n" determina el volumen efectivo.

NÚMERO CUÁNTICO SECUNDARIO O AZIMUTAL ( l )

Determina el subnivel y se relaciona con la forma del orbital.

Cada nivel energético ( n ) tiene "n" subniveles.

NÚMERO CUÁNTICO MAGNÉTICO (m)

Representa los orbitales presentes en un subnivel. Se designa con números que van de –l hasta + l pasando por cero.

NÚMERO CUÁNTICO POR SPIN (s)
Se relaciona con el giro del electrón sobre su propio eje. Al estar juntos en un mismo orbital, un electrón gira hacia la derecha y otro hacia la izquierda.
Se le asignan números fraccionarios: -1/2 y +1/2



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Nomenclatura

Óxidos Metálicos:Las combinaciones del oxígeno con los metales, se llaman óxidos básicos o simplemente óxidos. El método tradicional para nombrar los óxidos básicos consiste en usar el nombre óxido de seguido de nombre del metal
EJEMPLO:

|| Li2O = óxido de litio


CaO = óxido de calcio

Para este caso, en el sistema moderno de nomenclatura, recomendado por la IUPAC, el número de oxidación del metal que se combina con el oxígeno se indica con números romanos entre paréntesis agregado al final del nombre del elemento en español:
EJEMPLO:


|| Co2O = óxido de cobalto ( II)


Co2O3 = óxido de cobalto ( III)



Óxidos No-metálicos:Las combinaciones del oxígeno con los elementos no metálicos se llaman óxidos ácidos o anhidros ácidos
EJEMPLO:


|| SiO2


=
dióxido de silicio
SeO2
=
dióxido de selenio





Hidróxidos:Según la definición de Bronsted - Lowry, una base es cualquier sustancia que puede aceptar reaccionar con un ion hidrogeno. Se entiende por hidróxido cualquier compuesto que tiene uno o más iones hidróxido remplazables (OH-) .Las bases se obtienen por la reacción de los óxidos metálicos con el agua
EJEMPLO:


|| Na2O


+
H2O

2NaOH
= hidróxido de sodio
Al2O3
+
3H2O

2Al(OH)3
= hidróxido de aluminio


Ácidos hidrácidos:Que no contienen oxígeno. Son ácidos binarios formados por la combinación del hidrogeno con un elemento no metal. Se nombran empleando la palabra genérica ácido seguida del nombre en latín del elemento no metálico con la terminación hídrico. A los hidrácidos se les considera como los hidruros de los elementos de los grupos Vi y VII.
EJEMPLOS:


|| H2S


ácido sulfhídrico
HI
ácido yodhídrico
HBr
ácido bromhídrico
HF
ácido fluorhídrico
HCl
ácido clorhídrico

RECUERDE QUE; HX ( X= F, Cl; Br, I ) en estado gaseoso no es un ácido; en agua se disocia para producir iones H+, su solución acuosa se llama ácido
EJEMPLO:


|||| HCl(g) + H2O(l)



HCL(ac)
Cloruro de hidrogeno


ácido clorhídrico







Ácidos oxácidos:Que contienen oxígeno. Son ácidos ternarios que resultan de la combinación de un oxido ácido con el agua; por tanto, son combinaciones de hidrógeno, oxigeno y un nometal.
EJEMPLO:

|| PO3


+
H2O

H3PO3
= ácido fosforoso
PO4
+
H2O

H3PO4
= ácido fosfórico

Grupo funcional

En química orgánica, el grupo funcional es un conjunto de estructuras submoleculares, caracterizadas por una conectividad y composición elemental específica que confiere reactividad química específica a la molécula que los contiene. Estas estructuras reemplazan a los átomos de hidrógeno perdidos por las cadenas hidrocarbonadas saturadas.Los grupos alifáticos, o de cadena abierta, suelen ser representados genéricamente por R (radicales alquílicos),mientrasque los aromáticos, o derivados del benceno, son representados por Ar (radicales arílicos).

Presencia de algún enlace carbono-oxígeno: sencillo (C-O) o doble (C=O)
Grupo funcional
Serie homóloga
Fórmula
Estructura
Prefijo
Sufijo
Ejemplo
Grupo hidroxilo
Alcohol
R-OH
Hidroxilo
Hidroxilo
hidroxi-
-ol
Etanol (Alcohol etílico)
Etanol (Alcohol etílico)
Grupo alcoxi (o ariloxi)
Éter
R-O-R'
Alcoxi
Alcoxi
-oxi-
R-il R'-il éter
Etoxietano o Dietiléter (Éter etílico)
Etoxietano o Dietiléter (Éter etílico)
Grupo carbonilo
Aldehído
R-C(=O)H
Carbonilo
Carbonilo
oxo-
-al
-carbaldehído[2[[http://es.wikipedia.org/wiki/Grupo_funcional#cite_note-1|]]]
Etanal (Acetaldehído)
Etanal (Acetaldehído)
Cetona
R-C(=O)-R'
Carbonilo
Carbonilo
oxo-
-ona
Propanona (Acetona)
Propanona (Acetona)
Grupo carboxilo
Ácido carboxílico
R-COOH
Carboxilo
Carboxilo
carboxi-
Ácido -ico
Ácido etanoico (Ácido acético)
Ácido etanoico (Ácido acético)
Grupo acilo
Éster
R-COO-R'
Acilo
Acilo
-iloxicarbonil-
R-ato de R'-ilo
Etanoato de etilo (Acetato de etilo)
Etanoato de etilo (Acetato de etilo)

Oligoelementos
Los oligoelementos son bioelementos presentes en pequeñas cantidades (menos de un 0,05%) en los seres vivos y tanto su ausencia como una concentración por encima de su nivel característico puede ser perjudicial para el organismo, llegando a ser hepatotóxicos.

Lista de elementos imprescindibles para la vida
Tabla periódica de los elementos de la dieta
H

He
Li
Be

B
C
N
O
F
Ne
Na
Mg

Al
Si
P
S
Cl
Ar
K
Ca
Sc

Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Ga
Ge
As
Se
Br
Kr
Rb
Sr
Y

Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd
In
Sn
Sb
Te
I
Xe
Cs
Ba
La
*
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg
Tl
Pb
Bi
Po
At
Rn
Fr
Ra
Ac

Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
Rg



*
Ce
Pr
Nd
Pm
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu



Th
Pa
U
Np
Pu
Am
Cm
Bk
Cf
Es
Fm
Md
No
Lr


Los cuatro elementos básicos del organismo
Elementos importantes
Elementos traza esenciales
No se sabe si funcionan en el organismo

[editar] Elementos esenciales

Elemento de la dieta
↓

Dosis diaria recomendada
↓

Descripción
↓

Categoría
↓

Dolencia por insuficiencia
↓

Exceso
↓

Potasio
4700 mg
Esencial
Es un electrolito sistemico y esencial en la regulación del ATP con el sodio. Las fuentes incluyen legumbres, piel de patata, tomates y plátanos.
Hipopotasemia
Hiperpotasemia
Cloro
2300 mg
Esencial
Es necesario para la producción del ácido clorhídrico en el estómago y también se requiere en algunas funciones celulares. La sal es la fuente más común, al disociarse el cloruro sódico en cloro y sodio.
Hipocloremia
Hipercloremia
Sodio
1500 mg
Esencial
Es necesario en la regulación de la Adenosina trifosfato con el potasio. El marisco, la leche y las espinacas son fuentes de sodio, además de la sal.
Hiponatremia
Hipernatremia
Calcio
1300 mg
Esencial
Es necesario para el músculo, el corazón, el aparato digestivo, la formación de huesos y la generación de nuevas células de sangre. Las fuentes más importantes de calcio son la leche, pescado, nueces y semillas.
Hipocalcemia
Hipercalcemia
Fósforo
700 mg
Esencial
Es un componente de los huesos (apatita) y de las células además de formar parte de los procesos de obtención de energía.[1[[http://es.wikipedia.org/wiki/Oligoelemento#cite_note-0|]]] En contextos biológicos aparece generalmente como fosfato.[2[[http://es.wikipedia.org/wiki/Oligoelemento#cite_note-urlLinus_Pauling_Institute_at_Oregon_State_University-1|]]]
Hipofosfatemia
Hiperfosfatemia
Magnesio
420 mg
Esencial
Es requerida para el procesamiento del ATP y para los huesos. El magnesio se encuentra en las nueces, en la soja y en la masa del cacao.
Véase también: Rol biológico del magnesio
Hipomagnesemia
Hipermagnesemia
Zinc
11 mg
Traza
Es necesaria para producir varias enzimas: carboxypeptidasa, anhidrasa carbónica ...
Deficiencia de zinc
Toxicidad por zinc
Hierro
18 mg
Trace
Forma parte de la molécula de hemoglobina y de los citocromos que forman parte de la cadena respiratoria. Su facilidad para oxidarse le permite transportar oxígeno a través de la sangre combinándose con la hemoglobina para formar la oxihemoglobina. Se necesita en cantidades mínimas porque se reutiliza, no se elimina. Fuentes de hierro son el hígado de muchos animales, semillas como las lentejas...
Anemia
Hemocromatosis
Manganeso
2.3 mg
Oligoelemento
El manganeso tiene un papel tanto estructural como enzimático. Está presente en distintas enzimas, destacando el superóxido dismutasa de manganeso (Mn-SOD), que cataliza la dismutación de superóxidos.
Deficiencia de manganeso
Manganismo
Cobre
900 µg
Oligoelemento
Estimula el sistema inmunitario y es un componente de varias encimas redox, incluyendo la cytochrome c oxidase.. Podemos obtenerlo en los vegetales verdes, el pescado, los guisantes, las lentejas, el hígado, los moluscos y los crustáceos.
Deficiencia de cobre
Toxicidad por cobre
Yodo
150 µg
Oligoelemento
Se necesita no solo para la síntesis de las hormonas tiroídeas, tiroxina y la triiodothironina y para prevenir la gota, además es probablemente antioxidante y tiene un papel importante en el sistema inmune.
Deficiencia de yodo
yodismo
Selenio
55 µg
Oligoelemento
El dióxido de selenio es un catalizador adecuado para la oxidación, hidrogenación y deshidrogenación de compuestos orgánicos. Factor esencial en la actividad de enzimas antioxidantes como el Glutatión peroxidasa.
selenium deficiency
Seleniosis
Molibdeno
45 µg
Oligoelemento
Se encuentra en una cantidad importante en el agua de mar en forma de molibdatos (MoO42-), y los seres vivos pueden absorberlo fácilmente de esta forma. Tiene la función de transferir átomos de oxígeno al agua.
También forma la Xantina oxidasa, la aldehída oxidasa y el sulfito oxidasa.[3[[http://es.wikipedia.org/wiki/Oligoelemento#cite_note-2|]]]
Deficiencia de molibdeno


Los siguientes elementos son considerados como oligoelementos:
  • Boro. Mantenimiento de la estructura de la pared celular en los vegetales.
  • Cromo. Potencia la acción de la insulina y favorece la entrada de glucosa a las células. Su contenido en los órganos del cuerpo decrece con la edad. Los berros, las algas, las carnes magras, las hortalizas, las aceitunas y los cítricos (naranjas, limones, toronjas, etc.), el hígado y los riñones son excelentes proveedores de cromo.
  • Cobalto. Componente central de la vitamina B12.
  • Cobre. Estimula el sistema inmunitario. Podemos obtenerlo en los vegetales verdes, el pescado, los guisantes, las lentejas, el hígado, los moluscos y los crustáceos.
  • Flúor. Se acumula en huesos y dientes dándoles una mayor resistencia.
  • Hierro. Forma parte de la molécula de hemoglobina y de los citocromos que forman parte de la cadena respiratoria. Su facilidad para oxidarse le permite transportar oxígeno a través de la sangre combinándose con la hemoglobina para formar la oxihemoglobina. Se necesita en cantidades mínimas porque se reutiliza, no se elimina. Su falta provoca anemia.
  • Manganeso. El manganeso tiene un papel tanto estructural como enzimático. Está presente en distintas enzimas, destacando el superóxido dismutasa de manganeso (Mn-SOD), que cataliza la dismutación de superóxidos.
  • Molibdeno. Se encuentra en una cantidad importante en el agua de mar en forma de molibdatos (MoO42-), y los seres vivos pueden absorberlo fácilmente de esta forma. Tiene la función de transferir átomos de oxígeno al agua.
  • Níquel.
  • Selenio. El dióxido de selenio es un catalizador adecuado para la oxidación, hidrogenación y deshidrogenación de compuestos orgánicos.
  • Silicio
  • Vanadio. El vanadio es un elemento esencial en algunos organismos. En humanos no está demostrada su esencialidad, aunque existen compuestos de vanadio que imitan y potencian la actividad de la insulina.
  • Yodo. El yodo es un elemento químico esencial. La glándula tiroides fabrica las hormonas tiroxina y triyodotironina, que contienen yodo.
  • Zinc. El cinc es un elemento químico esencial para las personas: interviene en el metabolismo de proteínas y ácidos nucleicos, estimula la actividad de aproximadamente 100 enzimas, colabora en el buen funcionamiento del sistema inmunitario, es necesario para la cicatrización de las heridas, interviene en las percepciones del gusto y el olfato y en la síntesis del ADN.
Para otros elementos, como el litio, el estaño o el cadmio, su esencialidad no está totalmente aceptada; incluso de la anterior lista no está clara la esencialidad del bromo y el boro.
Hay otros elementos que están en una mayor cantidad en los seres humanos, por lo que no se les denomina elementos traza. En orden de abundancia (en peso) en el cuerpo humano: azufre, potasio, sodio, cloro y magnesio.
Los anteriores elementos son esenciales en seres humanos, se llaman microelementos y se encuentran en un 0.05% a 1%; hay elementos que sólo lo son en unos determinados seres vivos. Por ejemplo, el wolframio es esencial en algunos microorganismos.
Cada elemento tiene un rango óptimo de concentraciones dentro de los cuales el organismo, en esas condiciones, funciona adecuadamente; dependiendo del elemento este rango puede ser más o menos amplio. El organismo deja de funcionar adecuadamente tanto por presentar deficiencia como por presentar un exceso en uno de estos elementos.

Nomenclaturas

Se aceptan tres tipos de nomenclaturas para nombrar compuestos químicos inorgánicos:

Nomenclatura sistemática

También llamada nomenclatura por atomicidad o estequiométrica, es el sistema recomendado por la IUPAC. Se basa en nombrar a las sustancias usando prefijos numéricos griegos que indican la atomicidad de cada uno de los elementos presentes en cada molécula. La atomicidad indica el número de átomos de un mismo elemento en una molécula, como por ejemplo el agua con formula H2O, que significa que hay un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno presentes en cada molécula de este compuesto, aunque de manera mas practica, la atomicidad en una fórmula química también se refiere a la proporción de cada elemento en un cantidad determinada de sustancia. En este estudio sobre nomenclatura química es mas conveniente considerar a la atomicidad como el número de átomos de un elemento en una sola molécula. La forma de nombrar los compuestos en este sistema es: prefijo-nombre genérico + prefijo-nombre específico (Véase en la sección **otras reglas** nombre genérico y específico).
|| Prefijos griegos
Atomicidad
mono-
1
di-
2
tri-
3
tetra-
4
penta-
5
hexa-
6
hepta-
7
oct-
8
non- nona- eneá-
9
deca-
10

Por ejemplo, CrBr3 = tribromuro de cromo; CO = monóxido de carbono
En casos en los que puede haber confusión con otros compuestos (sales dobles y triples, oxisales y similares) se pueden emplear los prefijos bis-, tris-, tetras-, etc.
Ejemplo: Ca5F (PO4)3 = fluoruro tris (fosfato) de calcio, ya que si se usara el término trifosfato se estaría hablando del anión trifosfato [P3O10]5-, en cuyo caso sería:
Ca8F (P3O10)3.

Stock

Este sistema de nomenclatura se basa en nombrar a los compuestos escribiendo al final del nombre con números romanos la valencia atómica del elemento con “nombre específico” (valencia o número de oxidación, es el que indica el número de electrones que un átomo pone en juego en un enlace químico, un número positivo cuando tiende a ceder los electrones y un número negativo cuando tiende a ganar electrones). De forma general, bajo este sistema de nomenclatura, los compuestos se nombran de esta manera: nombre genérico + de + nombre del elemento específico + el No. de valencia. Normalmente, a menos que se haya simplificado la fórmula, la valencia puede verse en el subíndice del otro elemento (en compuestos binarios y ternarios). Los números de valencia normalmente se colocan como superíndices del átomo (elemento) en una fórmula molecular.
Ejemplo: Fe2+3S3-2, sulfuro de hierro (III) [se ve la valencia III del hierro en el subíndice o atomicidad del azufre].

[editar]Nomenclatura tradicional, clásica o funcional

En este sistema de nomenclatura se indica la valencia del elemento de nombre específico con una serie de prefijos y sufijos. De manera general las reglas son:
  • Cuando el elemento sólo tiene una valencia, simplemente se coloca el nombre del elemento precedido de la sílaba “de” y en algunos casos se puede optar a usar el sufijo –ico.
K2O, óxido de potasio u óxido potásico.
  • Cuando tiene dos valencias diferentes se usan los sufijos -oso e -ico.
-oso cuando el elemento usa la valencia menor: Fe+2O-2, hierro con la valencia +2, óxido ferroso
-ico cuando el elemento usa la valencia mayor: Fe2+3O3-2, hierro con valencia +3, óxido férrico[1[[http://es.wikipedia.org/wiki/Nomenclatura_qu%C3%ADmica_de_los_compuestos_inorg%C3%A1nicos#cite_note-0|]]]
  • Cuando tiene tres distintas valencias se usan los prefijos y sufijos.
hipo--oso (para la menor valencia)
-oso (para la valencia intermedia)
-ico (para la mayor valencia)
  • Cuando entre las valencias se encuentra el 7 se usan los prefijos y sufijos.
hipo--oso (para las valencias 1 y 2)
-oso (para la valencias 3 y 4)
-ico (para la valencias 5 y 6)
per--ico (para la valencia 7):
Ejemplo: Mn2+7O7-2, óxido permangánico (ya que el manganeso tiene más de tres números de valencia y en este compuesto está trabajando con la valencia 7).