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es la rama de la química que se encarga de estudiar todos los compuestos que tienen carbono en su estructura molecular.

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Se entiende por química orgánica al área de la química que se encarga del estudio de sustancias y compuestos orgánicos, es decir, aquellos que en su estructura molecular contienen carbono, y que se combina con otros elementos tales como el hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y azufre.

Este tipo de química se enfoca, principalmente, en analizar la estructura, propiedades, comportamientos y usos de los compuestos químicos que dan respuesta a cómo funciona la vida en nuestro entorno, permitiendo explicar cómo ocurren los procesos químicos en los organismos vivos, así como su manera de funcionar a nivel molecular.

Los ácidos nucleicos, las enzimas o las proteínas son sustancias orgánicas, ya que se trata de compuestos vivos. Al comprender su estructura y transformación molecular es posible aprovechar todo su potencial y esto solo es posible gracias a la química orgánica.

¿Cuál es el origen de la química orgánica?

Se habla de química orgánica desde el año 1807, cuando el químico sueco Jöns Jacob Berzelius introdujo el término para explicar el estudio de los compuestos que derivan de los recursos vivos disponibles en la naturaleza.

No obstante, no es hasta 1828 cuando el científico alemán Friedrich Wöhler experimentó en laboratorios con el cianato de amonio (sustancia inorgánica) y descubrió que podía convertirse en urea, una sustancia orgánica, a través de procesos químicos. Mediante estos experimentos se comprobó que la materia orgánica podía ser sintetizada en un laboratorio, sin estar ligada a la vida, rebatiendo así la teoría de Berzelius.

Posteriormente, en el año 1861, el químico alemán Friedrich August Kekulé von Stradonitz definió la química orgánica como la química de los compuestos de carbono, siendo pionero en ponerlo en el centro de esta rama científica.

Actualmente, la química orgánica puede aplicarse a casi todos los aspectos, desde el transporte, hasta la alimentación, la industria farmacéutica y la genética.

¿Cómo se clasifican los compuestos orgánicos?

Los compuestos orgánicos pueden ser más de 50 millones, por lo que clasificarlos resulta necesario para su estudio. Se pueden dividir según:

1. Su origen:

Compuestos naturales: son aquellos que se originan de seres vivos o de sus residuos.

Compuestos artificiales o sintéticos: pueden originarse de forma sintetizada en laboratorios.

2. Su estructura:

Compuestos alifáticos: son aquellos que se unen y forman cadenas.

Compuestos aromáticos: son aquellos que forman anillos con enlaces dobles intercalados.

Compuestos organometálicos: son aquellos que están conformados por átomos de carbono unidos en covalencia a uno o más átomos de un elemento metálico.

Compuestos heterocíclicos: son aquellos que forman anillos con otros elementos no orgánicos.

3. Grupos funcionales:

Alcanos, alquenos y alquinos: su estructura química se basa en carbono e hidrógeno, formando hidrocarburos. Los alcanos se forman por enlaces químicos simples; los alquenos, por enlaces dobles; y los alquinos, por enlaces triples.

Alcoholes: se trata de hidrocarburos que sustituyen un hidrógeno por un grupo hidroxilo. Si hay varios grupos, se forman polialcoholes.

Cetonas: son compuestos que tienen un grupo carbonilo enlazado a dos átomos de carbono.

Aldehídos: son compuestos cuya estructura comprende un grupo carbonilo enlazado a un átomo de hidrógeno y a otro de carbono.

Ácidos carboxílicos: compuestos que tienen un grupo carboxilo.

Aminas: compuestos cuya estructura se basa en la sustitución de uno o varios hidrógenos de la molécula de amoníaco.

4. Su tamaño o peso molecular:

Monómeros: unidades moleculares que se forman a través de enlaces químicos y forman macromoléculas.

Polímeros: son macromoléculas compuestas por monómeros.

¿Cuál es la diferencia entre química orgánica y química inorgánica?

Si bien ambas químicas estudian los enlaces químicos y moleculares, la diferencia radica en los elementos que estudian. Mientras la química orgánica estudia compuestos basados en carbono e hidrógeno, la química inorgánica se ocupa del resto de elementos químicos. Existen compuestos inorgánicos que contienen carbono e hidrógeno; sin embargo, los compuestos orgánicos no son posibles sin carbono.

Asimismo, la química inorgánica estudia compuestos originados de forma sintética por enlaces que implican interacciones electroestáticas, que son buenos conductores de calor y electricidad, mientras que la química orgánica se enfoca en los compuestos formados por enlaces covalentes, es decir, que comparten electrones de los últimos niveles de energía de los átomos.
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Química orgánica, origen, clasificación - Ferrovial

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Química orgánica es el área de la química que se encarga del estudio de sustancias y compuestos orgánicos, aquellos que en su estructura molecular contienen carbono, y que se combina con otros elementos tales como el hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y azufre.

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Esta depende de la distribución de sus átomos, la conectividad entre ellos y el tipo de átomos que la forman.

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Un aspecto de la estereoquímica es la estereoisomería. La estereoisomería es una propiedad general que depende fundamentalmente de la simetría y, como tal, puede estar presente en objetos, seres vivos y en estructuras químicas; por lo tanto se puede encontrar en la vida diaria, en la Química Orgánica, en la Inorgánica, Organometálica, o de Coordinación.

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¿PARA QUE NOS SIRVE LA QUÍMICA ORGÁNICA?

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¿PARA QUE NOS SIRVE LA QUÍMICA ORGÁNICA?

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Tiene diferentes usos y aplicaciones esta, rama de la química esta presente desde la vida cotidiana hasta la industria.

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La química forma parte de nuestras vidas y de nuestra historia de manera inseparable. Hoy queremos ver cuáles son las aplicaciones de la química orgánica en la industria farmacéutica y cuáles son las salidas profesionales de esta especialidad, para que tengas claro cuál puede ser tu futuro en los próximos años.

La forma en la que la química orgánica se relaciona con la industria de los medicamentos será lo que descubras en el Máster en Química Farmacéutica, permitiéndote acerarte a un análisis exhaustivo del tema. Conseguirás una visión global del proceso de desarrollo de un medicamento y de los diferentes procesos y servicios de la biomedicina.

¿Qué es la química orgánica?

La química orgánica es la rama de la ciencia que dedica su estudio a las moléculas que contienen carbono y forman enlaces covalentes.

Ejemplos de química orgánica:

Esta ' química del carbono' estudia los elementos orgánicos que pueden formarse por enlaces de carbono-carbono, carbono-hidrógeno, carbono-oxígeno y muchas otras formas.
Estos son ejemplos de química orgánica, una disciplina que se consolidó a partir de la década de 1930, aunque un siglo antes ya se practicaba notablemente. El químico alemán Friedrich Wöhler logró, en 1828, que una sustancia inorgánica (el cianato de amonio) se convirtiera en urea.

Definición de la química farmacéutica

En cuanto a la definición de química farmacéutica, podemos establecerla como la especialidad que comprende el análisis, estudio, búsqueda y sintonización de compuestos orgánicos e inorgánicos para ser utilizados en la medicina. Su incidencia en la sociedad es muy importante, ya que los logros conseguidos por los investigadores tienen repercusión directa en el bienestar de las personas.

En el Instituto Químico de Sarrià, el Departamento de Química Orgánica y Farmacéutica se encarga de la docencia de los aspectos orgánicos y farmacéuticos de la química, de la reactividad de los compuestos del carbono y el estudio de su estructura molecular. También se abarca la síntesis de nuevas moléculas y de su obtención a escala industrial, así como la investigación y producción de nuevos fármacos.

¿En qué productos podemos encontrar las aplicaciones de la química orgánica?

Ya sea para el desarrollo de fármacos en la industria farmacéutica, de plásticos o como parte de otros procesos productivos, la química del carbono juega un papel crucial. Pero estos no son los únicos espacios donde encontraremos la química orgánica, hay muchos productos que entran en esta sección:

Medicamentos y farmacéutica

Industria del plástico

Detergentes y productos de limpieza

Abonos químicos

Fibras textiles

Colorantes, resinas, barnices, etc.

Industria del caucho

Cosméticos y cosmecéuticos

Perfumes

Como puedes ver, la química orgánica afecta a casi todas las actividades de la sociedad. Es por esto que se trata de uno de los estudios científicos más importantes, y por ello debemos prestar especial atención a su comprensión y su desarrollo. Gracias a esta disciplina hemos logrado crear diferentes formas eficaces de luchar contra los virus y enfermedades por todo el mundo, siendo un claro ejemplo la vacuna contra el COVID-19 tan reciente.

Salidas profesionales del Máster en Química Farmacéutica

En IQS, tus posibilidades dentro del mundo laboral serán mayores, ya que desde el primer día estarás en contacto con empresas punteras del sector.
Con el Máster en Química Farmacéutica de IQS puede seguir diferentes caminos:

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Únete a universidades o centros de investigación y laboratorios, convirtiéndote en un profesional de la investigación académica y la transferencia de tecnologías.

Desarrolla tu actividad profesional en el ámbito de la docencia.

Ya ves que existen numerosas aplicaciones de la química orgánica en la industria farmacéutica y en muchos otros sectores. Esto hace que una especialización a través del Máster en Química Farmacéutica de IQS te abra un gran número de posibilidades para el mundo laboral, tanto en la investigación como en el desarrollo de diferentes elementos y productos.

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Aplicaciones de la Química Orgánica en la industria farmacéutica | IQS

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¿Sabes qué es la química orgánica? ¿Y la definición de química farmacéutica? Te lo contamos en IQS junto con ejemplos y aplicaciones de la química orgánica.

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El  átomo de carbono es  uno de los elementos más importantes que existe. Su importancia surge de una química que hace que este elemento forme la base de la vida en el planeta Tierra, tal como la conocemos.

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El  átomo de carbono es  uno de los elementos más importantes que existe. Su importancia surge de una química que hace que este elemento forme la base de la vida en el planeta Tierra, tal como la conocemos.

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Explicamos qué es el átomo de carbono, su estructura electrónica, características, e hibridación de orbitales.

¿Qué es el átomo de carbono?

El carbono es el elemento número 6 de la tabla periódica y es uno de los elementos más importantes que existe. Su importancia surge de una química muy rica y variada que hace que este elemento forme la base de la vida en el planeta Tierra, tal como la conocemos.

Se trata de un no metal perteneciente al grupo 14 de la tabla periódica (antiguamente grupo 4A) y al segundo período. En su forma natural, se asocia al carbón (tanto mineral como vegetal) y al hollín, en los que se encuentra principalmente en forma de grafito u otro alótropo.

El átomo de carbono se encuentra entre los más pequeños de la tabla periódica. Es un átomo tetravalente, es decir, que puede formar hasta cuatro enlaces con otros átomos iguales o distintos al mismo.

El carbono es de gran importancia para los seres humanos. Es uno de los principales componentes de nuestro cuerpo, formando más del 19% de su masa. Además, también tiene múltiples aplicaciones tecnológicas derivadas de sus propiedades atómicas.

Características del átomo de carbono

- El átomo de carbono es un no metal: el carbono es un elemento no metálico que puede combinarse con muchos otros elementos de la tabla periódica. Los átomos de carbono pueden adquirir o ceder electrones a otros átomos, convirtiéndose en aniones o cationes respectivamente.

- Posee 6 protones en su núcleo: el número atómico del carbono es 6, lo cual quiere decir que posee 6 protones en su núcleo. También significa que un átomo de carbono neutro posee 6 electrones alrededor del núcleo.

- Pertenece al bloque p de la tabla periódica: la configuración electrónica del carbono en su estado fundamental es 1s 2 2s ² 2p ². Como se puede ver, los últimos electrones de valencia se ubican en orbitales p, por lo que el carbono pertenece al bloque p de la tabla periódica.

- Las valencias del átomo de carbono son +2, +4 y -4: a la capa de valencia del carbono le faltan solo 4 electrones para llenarse completamente y así adquirir la configuración electrónica del gas noble neón. Por esta razón, el carbono puede formar el anión carburo, C ⁴⁻, el cual posee 4 electrones más que el carbono neutro. Por otro lado, el átomo de carbono también puede perder los dos electrones 2p, convirtiéndose así en el catión carbonoso (C ²⁺), o todos los 4 electrones de valencia, convirtiéndose en el catión carbónico (C ⁴⁺).

- Puede formar múltiples alótropos: el carbono elemental puede encontrarse en dos formas naturales comunes que son el grafito y el diamante, que tienen propiedades radicalmente opuestas. Además, puede formar distintos fulerenos, nanotubos de carbono y grafeno.

Los tres isótopos del átomo de carbono

Todos los átomos de carbono poseen seis protones en su núcleo, pero no todos tienen el mismo número de neutrones, dando origen a tres isótopos:

Carbono-12 (¹²C): es el más estable y abundante (aproximadamente 98,9%). Posee 6 neutrones en su núcleo.

Carbono-14 (¹⁴C): es radiactivo ys e utiliza para el fechaje de objetos antiguos.

Estructura electrónica del átomo de carbono

Como todo átomo de carbono posee seis protones positivos en su núcleo, entonces posee también 6 electrones con carga negativa girando a su alrededor.

La forma en que estos electrones están distribuidos o la configuración electrónica del átomo de carbono es:

Esta configuración electrónica nos indica que el carbono posee 2 electrones en el orbital 1s, dos electrones en el orbital 2s, y dos electrones distribuidos entre los tres orbitales 2p.

Por otro lado, la capa de valencia para el carbono es la capa L, que corresponde al nivel n=2, ya que es la capa de nivel más alto que contiene electrones. Como podemos ver, el carbono posee en total 4 electrones en el nivel 2, por lo que decimos que posee 4 electrones de valencia.

Esta es la razón por la que el carbono se ubica en el que antes se llamaba grupo 4A de la tabla periódica.

Hibridación de orbitales atómicos en el átomo de carbono

Los átomos reaccionan y se enlazan entre sí a través de sus electrones de valencia y de los orbitales que estos ocupan. Sin embargo, estos últimos no siempre tienen la orientación adecuada para formar los enlaces necesarios.

La teoría de enlace valencia plantea que los átomos mezclan sus orbitales atómicos para formar nuevos orbitales híbridos que sí poseen la orientación adecuada. A este proceso se le denomina hibridación.

Dependiendo del número de átomos a los que se enlaza un átomo de carbono, este mezclará o hibridará un número distinto de orbitales atómicos puros. Esto da origen a tres hibridaciones diferentes, que son:

Se da cuando el carbono se enlaza solo a dos átomos. En este caso, se mezcla el orbital s con uno de los tres orbitales p, dando origen a dos orbitales sp que apuntan en direcciones opuestas (a 180º uno del otro).

Los dos orbitales p que quedan sin mezclar, se utilizan para formar enlaces pi. El átomo de carbono puede formar un enlace triple (que contiene dos enlaces pi) con un solo átomo, o puede formar dos enlaces dobles, uno con cada átomo (y con un enlace pi cada uno).

Cuando el carbono quiere unirse a tres átomos, necesita tres orbitales híbridos, así que mezcla tres orbitales puros: el orbital s y dos orbitales p. Esto genera tres orbitales híbridos sp ² que apuntan a las esquinas de un triángulo equilátero.

El orbital p que no se usó, puede formar un enlace pi con cualquiera de los tres átomos enlazados, dando origen a un enlace doble.

Cuando el carbono se va a enlazar a cuatro átomos, mezcla los 4 orbitales puros de su capa de valencia para generar 4 orbitales híbridos sp ³. Estos apuntan hacia los vértices de un tetraedro regular.

Como no quedan orbitales para formar enlaces pi, un carbono con hibridación sp ³ solo puede formar cuatro enlaces simples y ningún enlace múltiple.

1. Britannica, The Editors of Encyclopaedia. Carbon - Facts, Uses, & Properties. Tomado de https://www.britannica.com/science/carbon-chemical-element

2. Global Monitoring Laboratory. (s. f.). Carbon Cycle Greenhouse Gases. Tomado de https://gml.noaa.gov/ccgg/isotopes/chemistry.html

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Átomo de carbono: qué es, características, estructura, hibridación

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El átomo de carbono explicado: el carbono en la tabla de los elementos, su estructura electrónica, características principales e hibridación de ortbitales.

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dos átomos forman un ENLACE COVALENTE SENCILLO cuando comparten un par de electrones (ejemplo molécula de hidrógeno; H2) un DOBLE ENLACE cuando comparten dos pares electrónicos (ejemplo molécula de oxígeno, O2) y un TRIPLE ENLACE cuando comparten tres pares electrónicos (ejemplo molécula de nitrógeno, N2).

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Existen dos tipos de estereoisomería que son "CIS" y "TRANS"

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Existen dos tipos de estereoisomería que son "CIS" y "TRANS"

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La estereoisomería cis-trans es un tipo de isomería geométrica.

Los isómeros cis y trans son compuestos únicos con sus propios puntos de fusión, puntos de ebullición, densidades, etc.

La estereoisomería cis-trans es típica de alquenos y de hidrocarburos cíclicos.

La estereoisomería cis-trans está habitualmente ligada a la presencia de dobles enlaces C=C.

La rotación alrededor del doble enlace está restringida, manteniendo los sustituyentes posiciones fijas respecto a los otros.

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La quiralidad es una propiedad geométrica de las moléculas que tienen al menos un carbono asimétrico, es decir, un carbono con cuatro grupos distintos unidos a él. Las moléculas quirales tienen dos configuraciones, o enantiómeros, que son imágenes especulares no superponibles.

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Origen de la quiralidad en los compuestos orgánicos

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Origen de la quiralidad en los compuestos orgánicos

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La quiralidad es una propiedad geométrica que se origina en las moléculas.

La quiralidad es relevante en la química, la biología, la física y la medicina.

En los sistemas vivos, la quiralidad tiene relevancia porque la simetría a espejo da propiedades físicas y químicas distintas.

La quiralidad es una propiedad que optimiza el flujo de información en sistemas vivos.

La quiralidad es una propiedad que tiene relevancia en la estereoquímica, es decir, el estudio de la orientación en tres dimensiones de los sustituyentes que forman parte de una molécula.

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La nomenclatura actual en la química orgánica se basa en el sistema R/S, definido por las reglas de Cahn-Ingold-Prelog.

La molécula es definida con una configuración “R” si la secuencia de los grupos de átomos sigue una secuencia en el mismo sentido al de las manecillas del reloj.

La molécula es definida con una configuración “S” si la secuencia de los grupos de átomos sigue una secuencia en un sentido contrario al de las manecillas del reloj.

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La geometría molecular es la disposición tridimensional de los átomos que conforman una molécula. Es muy importante conocer correctamente la geometría de una molécula, ya que está relacionada directamente con la mayoría de propiedades físicas y químicas, como por ejemplo, punto de ebullición, densidad, solubilidad, etc.

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Características de la geometría molecular 

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Características de la geometría molecular 

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Determina las propiedades físicas y químicas de la sustancia.

Influye en la reactividad, polaridad, punto de fusión y ebullición.

Determina la fase de la materia.

Determina el color.

Determina el magnetismo.

Determina la actividad biológica.

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Factores que determinan la geometría molecular 

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Factores que determinan la geometría molecular 

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El número de pares de electrones alrededor del átomo central.

Los enlaces químicos, como los covalentes e iónicos.

La distancia de los enlaces.

Los ángulos de los enlaces.

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La conectividad, la disposición geométrica y la representación estructural de las fórmulas químicas se relacionan con la estructura molecular de las sustancias.

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La conectividad de los átomos en una molécula se muestra en las fórmulas estructurales y en las estructuras de Lewis.

Las fórmulas estructurales muestran los enlaces químicos entre los átomos.

Las estructuras de Lewis muestran los enlaces para representar el intercambio de electrones.

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La disposición geométrica de los átomos en una molécula se muestra en los modelos de esferas y barras y de relleno de espacio.

La geometría molecular se refiere a la disposición tridimensional de los átomos que constituyen una molécula.

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Representando estructuras de moléculas orgánicas

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Hibridación de los Orbitales del Átomo de Carbono - Lección Teórica

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¿Qué es y por qué ocurre la hibridación?

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La representación estructural es una representación gráfica de la estructura molecular.

Las fórmulas estructurales son una representación gráfica que muestra cómo se ordenan los átomos.

Las fórmulas estructurales son útiles para visualizar las moléculas y los cambios que ocurren.

Los químicos casi siempre describen una reacción química o síntesis química usando fórmulas estructurales.