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9: Química Orgánica

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    Científicos del siglo XVIII y principios del XIX estudiaron compuestos obtenidos de plantas y animales y los etiquetaron como orgánicos porque estaban aislados de sistemas “organizados” (vivos). Los compuestos aislados de sistemas no vivos, como rocas y minerales, la atmósfera y los océanos, fueron etiquetados como inorgánicos. Durante muchos años, los científicos pensaban que los compuestos orgánicos solo podían ser elaborados por organismos vivos porque poseían una fuerza vital que solo se encuentra en los sistemas vivos. La teoría de la fuerza vital comenzó a declinar en 1828, cuando el químico alemán Friedrich Wöhler sintetizó urea a partir de materiales de partida inorgánicos. Reaccionó cianato de plata (AgoCN) y cloruro amónico (NH 4 Cl), esperando obtener cianato amónico (NH 4 OCN). Lo que esperaba es descrito por la siguiente ecuación.

    \[AgOCN + NH_4Cl \rightarrow AgCl + NH_4OCN \label{Eq1} \]

    En cambio, encontró que el producto era urea (NH 2 CONH 2), un conocido material orgánico fácilmente aislado de la orina. Este resultado condujo a una serie de experimentos en los que se elaboraron una amplia variedad de compuestos orgánicos a partir de materiales de partida inorgánicos. La teoría de la fuerza vital se fue paulatinamente a medida que los químicos aprendieron que podían hacer muchos compuestos orgánicos en el laboratorio.

    Hoy la química orgánica es el estudio de la química de los compuestos de carbono, y la química inorgánica es el estudio de la química de todos los demás elementos. Puede parecer extraño que dividamos la química en dos ramas, una que considera compuestos de un solo elemento y otra que cubre los más de 100 elementos restantes. Sin embargo, esta división parece más razonable cuando consideramos que de decenas de millones de compuestos que se han caracterizado, la abrumadora mayoría son compuestos de carbono.

    La palabra orgánica tiene diferentes significados. El fertilizante orgánico, como el estiércol de vaca, es orgánico en su sentido original; se deriva de organismos vivos. Los alimentos orgánicos generalmente son alimentos cultivados sin pesticidas ni fertilizantes sintéticos. La química orgánica es la química de los compuestos de carbono.

    El carbono es único entre los otros elementos ya que sus átomos pueden formar enlaces covalentes estables entre sí y con átomos de otros elementos en multitud de variaciones. Las moléculas resultantes pueden contener de uno a millones de átomos de carbono. Anteriormente se encuestó química orgánica dividiendo sus compuestos en familias basadas en grupos funcionales. Comenzamos con los miembros más simples de una familia y luego pasamos a moléculas que son orgánicas en el sentido original, es decir, son hechas y encontradas en organismos vivos. Estas moléculas complejas (todas contienen carbono) determinan las formas y funciones de los sistemas vivos y son objeto de bioquímica.

    Figura\(\PageIndex{1}\) Todos los compuestos orgánicos contienen carbono y la mayoría están formados por seres vivos, aunque también están formados por procesos geológicos y artificiales. (crédito dejado: modificación de obra de Jon Sullivan; crédito izquierdo medio: modificación de obra de Deb Tremper; crédito medio derecho: modificación de obra por “annszyp”/Wikimedia Commons; derecho de crédito: modificación de obra de George Shuklin)

    Los compuestos orgánicos, como los compuestos inorgánicos, obedecen a todas las leyes naturales. A menudo no hay una distinción clara en las propiedades químicas o físicas entre las moléculas orgánicas e inorgánicas. Sin embargo, es útil comparar miembros típicos de cada clase, como en Tabla\(\PageIndex{1}\).

    Tabla\(\PageIndex{1}\): Propiedades generales de contraste y ejemplos de compuestos orgánicos e inorgánicos
    Orgánico Hexano Inorgánica NaCl
    puntos de fusión bajos −95°C   altos puntos de fusión 801°C
    puntos de ebullición bajos 69°C puntos de ebullición altos 1,413°C
    baja solubilidad en agua; alta solubilidad en disolventes no polares insoluble en agua; soluble en gasolina mayor solubilidad en agua; baja solubilidad en disolventes no polares soluble en agua; insoluble en gasolina
    inflamable altamente inflamable no inflamables no inflamables
    las soluciones acuosas no conducen la electricidad no conductivo soluciones acuosas conducen electricidad conductor en solución acuosa
    exhibir enlace covalente enlaces covalentes exhibir unión iónica enlaces iónicos

    Tenga en cuenta, sin embargo, que hay excepciones a cada categoría en esta tabla. Para ilustrar adicionalmente las diferencias típicas entre los compuestos orgánicos e inorgánicos, la Tabla\(\PageIndex{1}\) también enumera las propiedades del compuesto inorgánico cloruro de sodio (sal de mesa común, NaCl) y el compuesto orgánico hexano (C 6 H 14), un disolvente que se utiliza para extraer el aceite de soja de soja (entre otros usos). Muchos compuestos pueden clasificarse como orgánicos o inorgánicos por la presencia o ausencia de ciertas propiedades típicas, como se ilustra en la Tabla\(\PageIndex{1}\).

    Hoy en día, los compuestos orgánicos son componentes clave de plásticos, jabones, perfumes, edulcorantes, telas, productos farmacéuticos y muchas otras sustancias que usamos todos los días. El valor para nosotros de los compuestos orgánicos asegura que la química orgánica es una disciplina importante dentro del campo general de la química. En este capítulo, discutimos por qué el elemento carbono da lugar a una gran cantidad y variedad de compuestos, cómo se clasifican esos compuestos y el papel de los compuestos orgánicos en entornos biológicos e industriales representativos.

    Colaboradores y Atribuciones


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