¿Qué son los compuestos orgánicos?
Por definición, un compuesto orgánico es toda sustancia química qué contiene algún átomo de carbono en su molécula. Algunas moléculas, aún conteniendo carbono, no se consideran compuestos
orgánicos; por ejemplo, carbonatos, carburos y óxidos simples de
carbono. La diferencia es que un compuesto orgánico cuenta con enlaces carbono-carbono, carbono-hidrógeno o ambos, mientras que un compuesto inorgánico no cuenta con este tipo de enlaces.
La química orgánica es la rama de la química que se centra en el estudio
de los compuestos orgánicos. En este sentido, para muchos autores, la
diferenciación entre compuestos orgánicos e inorgánicos tiene una gran
utilidad en organizar el enorme campo de la química y su estudio, aunque
consideran que los criterios diferenciadores son completamente arbitrarios y que se han ido adoptando a lo largo de la historia.
Vitalismo y el origen de la química orgánica
El origen del
uso de la palabra “orgánico” en química, y puede que el origen de la
palabra en si misma, se remonta al Siglo I d.C. cuándo comenzó a ser
utilizada por los alquimistas para definir los compuestos que podían sintetizarse a partir de los elementos aristotélico tierra, agua, aire y fuego con la participación del vis vitalis (fuerza vital),
fuerza sólo presente en los organismos vivos. Los demás compuestos, los
inorgánicos, podían ser sintetizados sin esta fuerza vital. Se podría
decir que, para el vitalismo, los compuestos orgánicos eran la base de
la vida.
El vitalismo fue una corriente de pensamiento que se
afianzó profundamente durante cientos de años. No será hasta el siglo
XIX cuándo fue desplazada. Primero, a comienzos del siglo XIX la teoría atómica llegaría a ser ampliamente aceptada y desbancaría a los elementos aristotélicos. Casi al mismo tiempo, en 1824, Friedrich Wölher sintetizaría ácido oxálico, la primera síntesis orgánica artificial,
echando por tierra la idea de la fuerza vital necesaria para crear
compuestos orgánicos. Cuatro años después, en 1828, Wöhler consiguió
sintetizar urea, un compuesto considerado orgánico, a partir de Cianato
potásico y de Sulfato amónico, dos sales inorgánicas.
El concepto “orgánico” actual
Sin el vitalismo como una
teoría válida, el estudio de la química se siguió separando en dos ramas
especializadas, la química orgánica y la química inorgánica, y la
distinción entre ambos tipos de compuestos se siguió utilizando en la
nomenclatura científica pero con un concepto de compuesto orgánico que
tuvo que evolucionar.
Actualmente, el concepto de compuesto orgánico se ha desvinculado de su relación estricta con los organismos vivos
pero sigue sin haber una definición estandarizada e inequívoca. Una de
las definiciones más amplias de compuesto orgánico lo define como toda
sustancia que contiene al menos un átomo de carbono. Es común que en esta definición se incluya la presencia de enlaces carbono – hidrógeno (C-H); algunos autores incluyen también los enlaces carbono – carbono (C-C) como característica de un compuesto orgánico.
En
cualquier caso, existen compuestos de carbono considerados inorgánicos:
aleaciones metálicas (como el acero, una aleación de hierro y carbono),
carbonatos y carbonilos metálicos (incluyendo los metales alcalinos y
alcalinotérreos), óxidos simples de carbono (como el CO2), cianuros metálicos (por ejemplo el cianuro de sodio, NaCN) y compuestos alótropos del carbono (grafito, grafeno, diamante, etc). Los haloalcanos simples son también considerados como inorgánicos por algunos autores.
Las
reglas de los enlaces C-H y C-C, aunque en principio parezcan que
encajan perfectamente con la idea de compuesto orgánico, también tienen
sus excepciones. Por ejemplo, la urea y el ácido oxálico, compuestos
históricamente considerados orgánicos, no cumplen la regla C-H. Por su
parte, la regla C-C no se cumple en compuestos orgánicos constituidos
por moléculas muy pequeñas, como el metano, que sólo tiene un átomo de
carbono.
Se puede concluir que:
- todos los compuestos orgánicos tienen carbono pero no todos los compuestos de carbono son orgánicos
- la mayoría de compuestos de carbono son compuestos orgánicos
- la mayoría de compuestos orgánicos contienen al menos un enlace C-H o un enlace C-C, con algunas excepciones, como la urea que no contiene ningún enlace C-C o C-H
Cabe mencionar que, si bien un compuesto orgánico ya no tiene por que estar reñido con organismos vivos, la vida que conocemos en el planeta Tierra está basada en compuestos de carbono y agua,
de ahí que la que la asociación conceptual de compuestos orgánicos y
organismos vivos siga siendo muy fuerte. No obstante, existen
definiciones más acertadas para referirse a compuestos con actividad
biológica, por ejemplo biomolécula, un término que engloba sólo a compuestos constituyentes de organismos vivos, tanto orgánicos como inorgánicos.
Clasificación de los compuestos orgánicos
Los compuestos orgánicos pueden ser muy simples o extremadamente complejos. De hecho, los compuestos más complejos conocidos, como las cadenas de ADN o grandes complejos proteicos, son compuestos orgánicos.
Cada átomo de carbono tiene cuatro valencias, pudiendo formar cuatro
enlaces covalentes, y se pueden unir a otros átomos de carbono
fácilmente formando largas cadenas ramificadas.
A parte del
carbono, los elementos más comunes en los compuestos orgánicos son el
hidrógeno, el nitrógeno y el oxígeno, pero también pueden aparecer
otros, lo que aumenta enormemente la complejidad que puede alcanzar un
compuesto orgánico. Además, existe la posibilidad de que el carbono
forme enlaces simples, dobles o triples con otros átomos, lo que aporta
variabilidad extra.
Con esta enorme cantidad de posibilidades, la
clasificación de los compuestos orgánicos no es una tarea fácil y
existen muchos tipos y clasificaciones diferentes.
1
Clasificación por grupos funcionales
Los
grupos funcionales son un tema central en el estudio de la química
orgánica. Se definen como partes de la molécula (módulos) con unas características reactivas definidas que se mantienen cada vez que está presente en una molécula.
Esta “constancia” en las características reactivas de un grupo funcional tiene límites en la práctica al verse influenciada por numerosos factores, por ejemplo, la presencia de otros grupos funcionales en la misma molécula que actúen de forma sinérgica o antagónica. Además de la reactividad, los grupos funcionales suelen ser decisivos en las características físicas y otras características químicas del compuesto.
Los grupos funcionales se utilizan en la nomenclatura de compuestos orgánicos y es el principal criterio de clasificación. En el caso de que un compuesto tenga más de un grupo funcional, existe un orden de prioridad establecido para cada uno. Existe una cantidad enorme de grupos funcionales; estos son tan sólo unos porquísimos ejemplos (R representa el resto de la molécula orgánica):
Esta “constancia” en las características reactivas de un grupo funcional tiene límites en la práctica al verse influenciada por numerosos factores, por ejemplo, la presencia de otros grupos funcionales en la misma molécula que actúen de forma sinérgica o antagónica. Además de la reactividad, los grupos funcionales suelen ser decisivos en las características físicas y otras características químicas del compuesto.
Los grupos funcionales se utilizan en la nomenclatura de compuestos orgánicos y es el principal criterio de clasificación. En el caso de que un compuesto tenga más de un grupo funcional, existe un orden de prioridad establecido para cada uno. Existe una cantidad enorme de grupos funcionales; estos son tan sólo unos porquísimos ejemplos (R representa el resto de la molécula orgánica):
- Alcohol grupo R-OH
- Ácidos carboxílicos: grupo R-COOH
- Cetonas: grupo R-CO-R’
- Aldehídos: grupo R-CHO
- Amidas: R-ONR2
- Cianato: R-OCN
- Tiol: R-SH
2
Naturales y sintéticos
Una
de las clasificaciones más básicas es la división entre compuestos
orgánicos naturales y sintéticos según su existencia o no en la
naturaleza. Por ejemplo, la vitamina B12 es un compuesto orgánico
natural. La mayoría de polímeros plásticos son compuestos orgánicos sintéticos; también los hay semi-sintéticos, cuya síntesis parte de un compuesto natural y se modifica de forma artificial.
Muchos compuestos orgánicos naturales también pueden ser sintetizados en el laboratorio. A nivel industrial se obtienen por extracción de la fuente natural o por síntesis, dependiendo del coste y complejidad de cada proceso.
Muchos compuestos orgánicos naturales también pueden ser sintetizados en el laboratorio. A nivel industrial se obtienen por extracción de la fuente natural o por síntesis, dependiendo del coste y complejidad de cada proceso.
3
Biomoléculas orgánicas
Las
biomoléculas, o biocompuestos, son aquellas que constituyen los seres
vivos. Existen biomoléculas inorgánicas y biomoléculas orgánicas. Las
biomoléculas orgánicas se clasifican en cinco grandes grupos:
- Hidratos de carbono.
- Lípidos
- Proteínas
- Ácidos nucleicos (ADN, ARN)
- Vitaminas
4
Polímeros
Los
compuestos orgánicos formados por la unión de unidades estructurales
básicas que se repiten en cadena forman el grupo de los polímeros.
Se pueden clasificar según el número de unidades en monómeros (una
unidad estructural), dímeros (dos unidades estructurales), trímeros,
etc.
5
Heteroátomos
En
química orgánica, un heteroátomo es cualquier átomo diferente del
carbono. Generalmente, los compuestos con oxígeno y nitrógeno no son
separados en grupos diferentes pero la combinación de carbono con
algunos elementos se suele estudiar bajo grupos específicos. Por
ejemplo:
- Compuestos organometálicos: contienen enlaces C-metal.
- Compuestos orgánicos con halógenos se denominan según el halógeno que intervenga: organofluorados, organosulfurados, organoclorados, organoclorofluorados, etc.
5
Aromaticidad
Según
las características de la cadena de átomos de carbono e hidrógeno se
pueden diferenciar dos grandes grupos: los compuestos aromáticos y los
compuestos alifáticos (o no aromáticos).
- Compuestos aromáticos: se caracterizan por contener cadenas de carbono cíclicas (anillos) con dobles enlaces entre átomos de carbono conjugados (-C=C-C=-C-). Algunos ejemplos son el benceno y los aldehídos aromaticos. Esta configuración de dobles enlaces y la estructura cíclica dan propiedades específicas de estos compuestos, entre ellas una alta estabilidad.
- Compuestos alifáticos: están formados por cadenas cíclicas de carbono unidos entre sí mediante enlaces simples o por cadenas lineales de átomos de carbono unidos entre sí mediante enlaces simples, dobles o triples. Las cadenas lineales pueden ser ramificadas.
Importancia de los compuestos orgánicos:
Todo el mundo que nos
rodea es una combinación de distintos Elementos Químicos que dan lugar a
la formación de los denominados Compuestos Químicos, que poseen
distintas propiedades Físicas y Químicas que le confieren lo que
posteriormente es percibido a través de nuestros Cinco Sentidos,
teniendo cada uno de ellos un Color, Textura, Viscosidad o Dureza (entre
otras cualidades y características)
Entre las distintas combinaciones que encontramos en la naturaleza encontramos justamente el grupo de los Compuestos Orgánicos, comprendiéndose como tales a todos los que cuentan entre su Estructura Química distintas combinaciones de moléculas de Hidrógeno y/o Carbono, desarrollándose entonces sustancias de Moléculas Orgánicas.
Si bien la condicion necesaria para ser considerados como tales es la combinación de Hidrocarburos, lo cierto es que también se consideran como tales a aquellas combinaciones con otros elementos, como en el caso del Azufre, Boro, Nitrógeno y Halógenos, además de uno de los más abundantes en la naturaleza como son los Hidratos de Carbono, compuestos que son conocidos por ser elaborados por las Especies Vegetales mediante el proceso conocido como Fotosíntesis y que son la base de la alimentación de estos seres vivos y de los que se alimentan de ellos, recibiendo el nombre de Glúcidos o Azúcares.
Si bien existen una gran cantidad de combinaciones posibles en la naturaleza, lo cierto es que simplemente los Compuestos Orgánicos se clasifican de acuerdo a su orígen, teniendo por un lado a los Compuestos Naturales, que son los producidos por los Seres Vivos obteniendo los elementos de distintos medios, como la Alimentación o Respiración, mientras que por otro lado tenemos aquellos que son sintetizados en el laboratorio.
Para esta diferenciación no es necesario que los orígenes de estas sustancias sean diferentes, teniendo el ejemplo de los Plásticos, que comprenden a derivados de Hidrocarburos (como pueden ser Restos Fósiles, deposiciones de seres vivos) como compuesto natural, a través del cual se sintetiza el producto final que es utilizado para distintos fines.
... de Importancia: http://www.importancia.org/compuestos-organicos.php
Entre las distintas combinaciones que encontramos en la naturaleza encontramos justamente el grupo de los Compuestos Orgánicos, comprendiéndose como tales a todos los que cuentan entre su Estructura Química distintas combinaciones de moléculas de Hidrógeno y/o Carbono, desarrollándose entonces sustancias de Moléculas Orgánicas.
Si bien la condicion necesaria para ser considerados como tales es la combinación de Hidrocarburos, lo cierto es que también se consideran como tales a aquellas combinaciones con otros elementos, como en el caso del Azufre, Boro, Nitrógeno y Halógenos, además de uno de los más abundantes en la naturaleza como son los Hidratos de Carbono, compuestos que son conocidos por ser elaborados por las Especies Vegetales mediante el proceso conocido como Fotosíntesis y que son la base de la alimentación de estos seres vivos y de los que se alimentan de ellos, recibiendo el nombre de Glúcidos o Azúcares.
Si bien existen una gran cantidad de combinaciones posibles en la naturaleza, lo cierto es que simplemente los Compuestos Orgánicos se clasifican de acuerdo a su orígen, teniendo por un lado a los Compuestos Naturales, que son los producidos por los Seres Vivos obteniendo los elementos de distintos medios, como la Alimentación o Respiración, mientras que por otro lado tenemos aquellos que son sintetizados en el laboratorio.
Para esta diferenciación no es necesario que los orígenes de estas sustancias sean diferentes, teniendo el ejemplo de los Plásticos, que comprenden a derivados de Hidrocarburos (como pueden ser Restos Fósiles, deposiciones de seres vivos) como compuesto natural, a través del cual se sintetiza el producto final que es utilizado para distintos fines.
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Todo el mundo que nos
rodea es una combinación de distintos Elementos Químicos que dan lugar a
la formación de los denominados Compuestos Químicos, que poseen
distintas propiedades Físicas y Químicas que le confieren lo que
posteriormente es percibido a través de nuestros Cinco Sentidos,
teniendo cada uno de ellos un Color, Textura, Viscosidad o Dureza (entre
otras cualidades y características)
Entre las distintas combinaciones que encontramos en la naturaleza encontramos justamente el grupo de los Compuestos Orgánicos, comprendiéndose como tales a todos los que cuentan entre su Estructura Química distintas combinaciones de moléculas de Hidrógeno y/o Carbono, desarrollándose entonces sustancias de Moléculas Orgánicas.
Si bien la condicion necesaria para ser considerados como tales es la combinación de Hidrocarburos, lo cierto es que también se consideran como tales a aquellas combinaciones con otros elementos, como en el caso del Azufre, Boro, Nitrógeno y Halógenos, además de uno de los más abundantes en la naturaleza como son los Hidratos de Carbono, compuestos que son conocidos por ser elaborados por las Especies Vegetales mediante el proceso conocido como Fotosíntesis y que son la base de la alimentación de estos seres vivos y de los que se alimentan de ellos, recibiendo el nombre de Glúcidos o Azúcares.
Si bien existen una gran cantidad de combinaciones posibles en la naturaleza, lo cierto es que simplemente los Compuestos Orgánicos se clasifican de acuerdo a su orígen, teniendo por un lado a los Compuestos Naturales, que son los producidos por los Seres Vivos obteniendo los elementos de distintos medios, como la Alimentación o Respiración, mientras que por otro lado tenemos aquellos que son sintetizados en el laboratorio.
Para esta diferenciación no es necesario que los orígenes de estas sustancias sean diferentes, teniendo el ejemplo de los Plásticos, que comprenden a derivados de Hidrocarburos (como pueden ser Restos Fósiles, deposiciones de seres vivos) como compuesto natural, a través del cual se sintetiza el producto final que es utilizado para distintos fines.
... de Importancia: http://www.importancia.org/compuestos-organicos.php
Entre las distintas combinaciones que encontramos en la naturaleza encontramos justamente el grupo de los Compuestos Orgánicos, comprendiéndose como tales a todos los que cuentan entre su Estructura Química distintas combinaciones de moléculas de Hidrógeno y/o Carbono, desarrollándose entonces sustancias de Moléculas Orgánicas.
Si bien la condicion necesaria para ser considerados como tales es la combinación de Hidrocarburos, lo cierto es que también se consideran como tales a aquellas combinaciones con otros elementos, como en el caso del Azufre, Boro, Nitrógeno y Halógenos, además de uno de los más abundantes en la naturaleza como son los Hidratos de Carbono, compuestos que son conocidos por ser elaborados por las Especies Vegetales mediante el proceso conocido como Fotosíntesis y que son la base de la alimentación de estos seres vivos y de los que se alimentan de ellos, recibiendo el nombre de Glúcidos o Azúcares.
Si bien existen una gran cantidad de combinaciones posibles en la naturaleza, lo cierto es que simplemente los Compuestos Orgánicos se clasifican de acuerdo a su orígen, teniendo por un lado a los Compuestos Naturales, que son los producidos por los Seres Vivos obteniendo los elementos de distintos medios, como la Alimentación o Respiración, mientras que por otro lado tenemos aquellos que son sintetizados en el laboratorio.
Para esta diferenciación no es necesario que los orígenes de estas sustancias sean diferentes, teniendo el ejemplo de los Plásticos, que comprenden a derivados de Hidrocarburos (como pueden ser Restos Fósiles, deposiciones de seres vivos) como compuesto natural, a través del cual se sintetiza el producto final que es utilizado para distintos fines.
... de Importancia: http://www.importancia.org/compuestos-organicos.php
La química orgánica es el estudio de los compuestos del carbono, sus estructuras propiedades y reacciones.
Es una de las áreas más interesantes de la química debido a la importancia de los compuestos que contienen carbono. Los compuestos orgánicos son los componentes principales de los seres vivos y la vida como la conocemos no podría existir sin ellos.
Los humanos dependemos de los compuestos orgánicos para muchas de las cosas que hacemos. El alimento que ingerimos esta constituido por compuestos orgánicos. Los combustibles que utilizamos para mover los automóviles y calentar las casas son principalmente compuestos orgánicos. Una gran proporción de nuestras posesiones son total o parcialmente compuestos orgánicos. Por ejemplo, los plásticos que corresponden a un diverso grupo de compuestos orgánicos forman parte de la mayoría de los artículos que compramos.
Se sabe que existen millones de compuestos orgánicos y se sintetizan miles de ellos cada año. Encontraste, existen menos de 150000 compuestos inorgánicos conocidos (en su mayor parte, todos son compuestos que no contienen carbono).
La mayor parte de los compuestos orgánicos tienen menores densidades, puntos de fusión y puntos de ebullición que la mayoría de los compuestos inorgánicos. Muchas de las sustancias orgánicas son inflamables, propiedad poco común en el mundo de la química orgánica. Finalmente, la mayor parte de las sustancias orgánicas tienden a ser menos solubles en agua y más solubles en solventes no polares, que la mayoría de los compuestos inorgánicos.
Es una de las áreas más interesantes de la química debido a la importancia de los compuestos que contienen carbono. Los compuestos orgánicos son los componentes principales de los seres vivos y la vida como la conocemos no podría existir sin ellos.
Los humanos dependemos de los compuestos orgánicos para muchas de las cosas que hacemos. El alimento que ingerimos esta constituido por compuestos orgánicos. Los combustibles que utilizamos para mover los automóviles y calentar las casas son principalmente compuestos orgánicos. Una gran proporción de nuestras posesiones son total o parcialmente compuestos orgánicos. Por ejemplo, los plásticos que corresponden a un diverso grupo de compuestos orgánicos forman parte de la mayoría de los artículos que compramos.
Se sabe que existen millones de compuestos orgánicos y se sintetizan miles de ellos cada año. Encontraste, existen menos de 150000 compuestos inorgánicos conocidos (en su mayor parte, todos son compuestos que no contienen carbono).
La mayor parte de los compuestos orgánicos tienen menores densidades, puntos de fusión y puntos de ebullición que la mayoría de los compuestos inorgánicos. Muchas de las sustancias orgánicas son inflamables, propiedad poco común en el mundo de la química orgánica. Finalmente, la mayor parte de las sustancias orgánicas tienden a ser menos solubles en agua y más solubles en solventes no polares, que la mayoría de los compuestos inorgánicos.
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