Grupos Funcionales

Introducción
Grupos funcionales
Un grupo funcional es un átomo o grupo de átomos que identifica a una clase de compuestos orgánicos. Es una estructura que se caracteriza por una conectividad y composición específica de cadenas de hidrógeno y carbono que forman hidrocarburos que se dividen: compuestos aromáticos (grupo arilo), alcoholes, aldehídos, cetonas, carboxílicos, éteres, aminas, esteresy amidas.
¿Cómo trabaja un grupo funcional?
Si un hidrocarburo sustituye uno o más de sus hidrógenos por un átomo de otro no metal por ejemplo un halógeno, oxígeno o nitrógeno, se obtiene un compuesto derivado con propiedades notablemente diferentes. Tales compuestos presentan estructuras distintas.
El átomo (o grupo de átomos, pues pueden ser dos o más) recién incluido les confiere otraspropiedades físicas y químicas. Al grupo de átomos que representa la diferencia se le llama grupo funcional.
Cada grupo funcional da lugar a una determinada serie de propiedades químicas semejantes para todos los compuestos que lo contengan.
Se llama función química a las propiedades comunes que caracterizan a un conjunto de sustancias que tienen estructura semejante, es decir, que poseen undeterminado grupo funcional
Para comprender lo que son o significan los grupos funcionales es necesario adentrarnos o repasar el mundo de la química orgánica donde el carbono es la figura principal.
El carbono (C) está ubicado en la segunda hilera de la tabla periódica y tiene cuatro electrones de enlace en su envoltura de valencia. Al igual que otros no metales, el carbono necesita ocho electrones paracompletar su envoltura de valencia.
Por consiguiente, el carbono puede formar hasta cuatro enlaces con otros átomos (cada enlace representa uno de los electrones del carbono y uno de los electrones del átomo que se enlazan).

Metano (un átomo de carbono enlazado a cuatro átomos de hidrógeno).
Cada valencia de electrón participa en el enlace, por consiguiente el enlace del átomo de carbono sedistribuirá de modo uniforme sobre la superficie del átomo.
Estos enlaces forman un tetradrón (una pirámide con una punta en la parte superior), como se ilustra en la figura a la derecha.
La diversidad de los productos químicos orgánicos se debe a la infinidad de opciones que brinda el carbono para enlazarse con otros átomos. Los químicos orgánicos más simples, llamadoshidrocarburos, contienensólo carbono y átomos de hidrógeno; el hidrocarburo más simple (llamado metano) contiene un solo átomo de carbono enlazado a cuatro átomos de hidrógeno.

 Pero el carbono también puede enlazarse con otros átomos de carbono adicionalmente al hidrógeno tal como se ilustra en el siguiente dibujo de la molécula etano (CH3—CH3):


Etano (un enlace carbono-carbono). 

El carbono puede tambiénformar cadenas en rama, como en el hexano y el isohexano:


Hexano (una cadena de seis carbonos).
Isohexano (una cadena en ramas de carbono) .
 
Puede formar anillos, como en el cyclohexano: 

Cyclohexano (un hidrocarburo en forma de anillo).
 
Pareciera que no hay límites al número de estructuras diferentes que el carbono puede formar. Para añadirle complejidad a la química orgánica, átomosde carbono vecinos pueden formar enlaces dobles o triples adicionalmente a los enlaces sencillos de carbono-carbono:



Enlace sencillo
Enlace doble 
Enlace triple
 


Alcanos
Los alcanos son la primera clase de hidrocarburos simples y contienen sólo enlaces sencillos de carbono-carbono. Para nombrarlos, se combina un prefijo, que describe el número de los átomos de carbono en lamolécula, con la raíz que termina en “ano”.
 La fórmula química para cualquier alcano se encuentra en la expresión CnH2n + 2, donde n es el número de carbonos que se enlazan.
Los alcanos simples comparten muchas propiedades en común. Todos entran en reacciones de combustión con el oxígeno para producir dióxido de carbono y agua de vapor. En otras palabras, muchos alcanos son inflamables. Esto los...