¿Qué es la química orgánica? Una interrogante de gran concurrencia cuando se estudian los cambios de la materia. La química orgánica es una rama de la química basada en el átomo de carbono.
Resulta sorprendente que exista una rama completa para estudiar las sustancias con C en su estructura. Aprende la importancia y propiedades generales de los compuestos orgánicos a lo largo del post.
¿Qué es la química orgánica?
La definición actual de la química orgánica se resume en “la química del carbono”.
El carbono es un elemento especial porque tiene la capacidad de establecer enlaces covalentes fuertes con otros elementos. Además, cuenta con la posibilidad de formar anillos y cadenas carbonadas de gran tamaño para dar origen a una inmensa variedad de moléculas , cada una con propiedades particulares.
Aquí puedes encontrar más información acerca del átomo de carbono, propiedades y tipos.
Es la diversidad de compuestos del carbono lo que personifica la base de la vida en la Tierra. Los seres vivos están hechos, casi en su totalidad, por compuestos orgánicos complejos, los cuales ejercen funciones genéticas, químicas, de transporte o estructuralesOrigen de la química orgánica
Antes del año 1828 la ciencia de la química orgánica se creía que era originada por una energía vital que no estaba sujeta a las leyes químicas y físicas que se conocían hasta la fecha.
El vitalismo era la creencia de que los compuestos del carbono necesitaban de una fuerza vital para ser generados, ya que tenían un comportamiento único y no podían ser manipulados en el laboratorio, como los compuestos inorgánicos, porque provenían de un ser vivo.
En 1816 se dio el primer impacto a la teoría vitalista gracias a Michel-Eugène Chevreul, quién convirtió una sustancia orgánica como la grasa en otras como ácidos grasos y glicerinas sin necesidad de una fuerza vital exógena para generar la reacción.
grasa animal \stackrel{{NaOH y H}_{2}O}{\to } jabón+glicerina
jabón \stackrel{{H}_{3}{O}^{+}}{\to } ácidos grasos
El jabón se originaba por la grasa de un animal en presencia de un álcali (NaOH) y, además, podía separarse en varios compuestos orgánicos a los que les dio el nombre de ácidos grasos. Aun así, dichas reacciones, no fueron suficiente para acabar con la creencia de la fuerza vital.
Wöhler logró recuperar la urea, el cual es un producto metabólico animal de gran importancia, a partir de una sal “inorgánica” cianato de amonio.
Primero obtuvo cianato de amonio a partir de la reacción entre cianato de plomo con cloruro de amonio
Pb{\left(CNO\right)}_{2}+2N{H}_{4}Cl \to PbC{l}_{2}+2N{H}_{4}OCN
Luego calentó la solución de cianato de amonio para generar la urea
N{H}_{4}OCN \stackrel{∆}{\to } CO{\left(N{H}_{2}\right)}_{2} El descubrimiento de Wöhler fue crucial para descartar el vitalismo. Para el año 1884 Hermann Kolbe, un alumno de Wöhler, sintetizó ácido acético ( C{H}_{3}COOH ) con materias primas inorgánicas. Y así, fue evolucionando la química orgánica hasta lo que conocemos hoy en día.
Los compuestos derivados del carbono se diferencian de los compuestos inorgánicos en que todos poseen átomos de carbono, sin embargo, no todas las sustancias derivadas del carbono son orgánicas como por ejemplo el diamante, el dióxido de carbono, el carbonato de calcio, el grafito.
No obstante, casi todos los millones de compuestos que poseen carbono se incluyen dentro de la química orgánica. Los cuales incluyen el estudio del H, O, N, S y P además del C.
Propiedades químicas de los compuestos orgánicos
- Elementos constituyentes: C, H, O, N, P, S y halógenos.
- Tipos de enlace establecido: Generalmente covalente.
- Velocidad de reacción a temperatura ambiente: Lentas de bajo rendimiento.
- Velocidad de reacción a temperaturas elevadas: Pueden ser rápidas y llegar a ser explosivas.
- Mecanismos de reacción: Intermediarios iónicos, radicales libres.
- Casi siempre necesita la presencia de catalizadores para que ocurran las reacciones.
- A menudo suceden reacciones secundarias.
- No son conductores eléctricos (por lo general).
- La cantidad de compuestos orgánicos que existen supera los tres millones.
Propiedades físicas de los compuestos orgánicos
- Estado físico: Por lo común, líquido y gaseoso.
- Puntos de fusión y ebullición: Inferiores a 300°C.
- Alta volatilidad.
- Destilan con facilidad.
- Insolubles en agua (la mayoría).
- Alta solubilidad en solventes no polares.
- Densidad baja, por lo general cerca de 1.
¿Para qué sirve la química orgánica?
El petróleo y el gas natural son unos de sus grandes protagonistas. Ambos constituyen una fuente de energía ampliamente utilizada porque los costos de obtención son económicos, igual que su transporte y distribución.
La transformación de dichos hidrocarburos genera múltiples usos a nivel industrial. Como, por ejemplo, la generación de polímeros. Por otro lado, el uso indiscriminado de los derivados del carbono ha contribuido al deterioro del ambiente.
La química orgánica incide en nuestro estilo de vida a diario. Está presente en los aceites esenciales de las plantas, los productos de desecho de los animales, la materia viva, los detergentes, solventes y más.
Asimismo, permite la identificación de sustancias desconocidas en el laboratorio con el uso de técnicas especiales.
Importancia de la química orgánica
Somos, en gran parte, moléculas orgánicas que consumimos alimentos de origen vegetal y animal como fuentes de nutrientes ricos en compuestos carbonados igualmente.
- Las proteínas presentes en la piel.
- Los lípidos de la membrana celular.
- El glucógeno almacenado en hígado y músculo.
- El ADN en el núcleo celular tiene centenas de millones de átomos de carbono.
- La defensa ante agentes extraños que realiza el sistema inmune a través de la liberación de citocinas y otros factores.
- La regulación de la homeostasis.
Cada uno de los puntos mencionados es un compuesto del carbono de mayor o menor complejidad que hace posible la vida. La importancia de la química orgánica es en esencia nuestra existencia. Mucho más que la evolución industrial.
Por ejemplo, los alcaloides (en su mayoría) tiene propiedades biológicas que son aprovechadas por la industria farmacéutica y muchos fármacos provienen de las aminas naturales como:
- La morfina, analgésico potente que se obtiene a partir del opio.
- La cocaína, anestésico y estimulante del SNC.
- Reserpina, tranquilizante y antihipertensivo.
- Efedrina, broncodilatador eficaz y descongestivo.
Los químicos han dedicado su esfuerzo y trabajo a sintetizar y simular muchas moléculas orgánicas complejas que sirven como tratamiento de enfermedades.
Lo podemos observar en el desarrollo de moléculas sintéticas para el tratamiento de enfermedades y los polímeros nuevos que pueden reemplazar órganos vitales.
