Química Del Carboni

QUÍMICA DEL CARBONI O QUÍMICA ORGÀNICA

Totes les substàncies orgàniques contenen sempre carboni en la seva molècula. Tot i així, existeixen substàncies derivades del carboni que es consideren compostos inorgànics (Ex: monòxid de carboni, diòxid de carboni i carbonats)

La química orgànica és la part de la química que estudia els compostos de carboni, tant si han estat preparatsartificialment com si s’han obtingut dels éssers vius (animals i vegetals).

Exemples: gas natural, petroli, carbons, fusta, fibres naturals (llana, cotó, …) i artificials (niló), fàrmacs, vitamines, greixos, …

D’altra banda, els compostos que no pertanyen a la química del carboni s’anomenen compostos inorgànics (Ex: NaCl, Ca2CO3, H2O, …).

El carboni té la següent configuración electrònica: 1s2 2s22p2

[pic] (estat d’excitació)

És a dir, que té quatre electrons en el nivell més extern.

Això comporta:

➢ D’una banda, que no formi compostos iònics sinó que s’uneix amb altres elements o amb ell mateix mitjançant enllaços covalents.

➢ D’altra banda, que sigui tetracovalent, és a dir, que cada àtom de carboni pugui compartir quatre electrons i formar quatre enllaços.Altres elements que s’uneixen al carboni per formar compostos orgànics:

– Hidrogen,
– Altres no-metalls (Oxigen, Nitrogen, Halògens, Fòsfor i Sofre)

D’aquesta manera, cada àtom de carboni pot unir-se a un, dos, tres o quatre àtoms de carboni formant cadenes estables amb un nombre elevat d’aquests.

Tipus de cadenes:
[pic][pic][pic]
a) cadena lineal b) cadena ramificada c) cadenatancada o cicle

Que, a més a més, poden estar units mitjançant un enllaç covalente senzil, doble o triple.
[pic]
metà etè (o etilè) etí (o acetilè)
(tetraedre) (plana) (plana)

FÓRMULES

Recordeu:
Fórmula molecular: Ens indica el nombre i la classe d’àtoms que formen la molècula. Ex: C2H6, C4H10
Fórmula empírica: Ens indica només la classe d’àtoms i la proporció en què estroben en el compost en qüestió. Ex: CH3, C2H5

1. Fórmula constitucional: Ens indica com estan distribuïts els àtoms en la molècula.

a) Fórmula desenvolupada plana: Ens indica en el pla del paper cada un dels enllaços que uniesen els àtoms en la molècula.
[pic]
b) Fórmula semidesenvolupada plana: Ens indica els enllaços entre carbonis i abreuja els enllaços entre el carboni i altresàtoms.
[pic]
c) Fórmula simplificada: [pic]
2. Fórmula configuracional: Ens indica la disposició dels àtoms a l’espai.

[pic]

ELS HIDROCARBURS

➢ Són compostos orgànics formats per carboni i hidrogen.

➢ Tipus:

1. Alcans o hidrocarburs saturats: Quan tots els enllaços entre els àtoms de carboni són senzills. Fórmula general: CnH2n+2

2. Hidrocarburs insaturats:

a)Alquens o hidrocarburs etilènics: Quan les molècules contenen un o més d’un doble enllaç entre dos àtoms de carboni. Fórmula general alquens de cadena oberta amb només un doble enllaç: CnH2n

b) Alquins o hidrocarburs acetilènics: Quan les molècules contenen un o més d’un triple enllaç. Fórmula general alquins de cadena oberta amb només un triple enllaç: CnH2n-2

A més, els hidrocarburs podenser:

1. De cadena oberta (lineal o ramificada). Alcans, alquens o alquins.
2. De cadena tancada (formant cicles). Cicloalcans, cicloalquens o cicloalquins.

Obtenció alcans, alquens i alquins

S’obtenen del petroli (mescla d’hidrocarburs líquids, que porta en dissolució hidrocarburs gasosos i sòlids, i petites quantitats d’oxigen, sofre i nitrogen) per craqueig o destil·lació fraccionada.[pic]

Destil·lació: Separació d’una dissolució basada en l’ebullició i condensació successives.

Destil·lació fraccionada: Separació dels diversos components basada en les diferències de punt d’ebullició d’un grup de components o “fracció” que forma el petroli.
(Veure pàgs. 264 i 265)

Propietats físiques i químiques

a) Alcans:

• Insolubles en aigua (polaritat) i solubles en...