Página 100 - Libro de Química de Tercero de Bachillerato
Compuestos orgánicos
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Recuerda que el carbono tiene valencia 4. Piensa en los no metales más electronegativos y en los grupos 15, 16 y 17 de la tabla, además de la catenación (C–C).
Análisis: Se pregunta con qué elementos forma enlaces el carbono.
Explicación: El C es tetravalente y forma enlaces covalentes estables con muchos no metales y algunos metales. En compuestos orgánicos se combina sobre todo con H, O, N, halógenos (F, Cl, Br, I), S y P, además de consigo mismo (catenación) formando cadenas y anillos.
Conclusión: Principalmente con H, O, N, halógenos, S, P y con otros átomos de carbono; también puede enlazarse con ciertos metales.
Pensa en: longitud (C2, C8, C18), lineal vs. ramificada, saturada vs. insaturada, cíclica vs. acíclica y grupos funcionales.
Análisis: Se pide valorar la diversidad estructural del carbono.
Explicación: Sí. Las cadenas pueden variar en longitud, linealidad o ramificación, presencia de dobles/triples enlaces, ciclos y grupos funcionales, e incluso heteroátomos. Esto genera familias y propiedades distintas.
Conclusión: Existen múltiples grados de complejidad en las cadenas carbonadas.
Compara: alcano lineal vs. ramificado (distinto p.eb.), alcohol vs. éter con misma fórmula (reactividad distinta).
Análisis: Se pregunta por consecuencias de la complejidad estructural.
Explicación: La estructura afecta puntos de ebullición y fusión, densidad, solubilidad, polaridad y reactividad química. También determina la isomería y, en moléculas biológicas, su actividad y función.
Conclusión: Sí; la complejidad estructural determina propiedades físicas, reactividad y usos.
Observa que la fórmula molecular usa símbolos químicos y subíndices para contar átomos, sin mostrar la conectividad.
Análisis: Se verifica conocimiento previo.
Explicación: Sí. En química, la fórmula molecular indica cuántos átomos de cada elemento hay en una molécula, por ejemplo, H2O, C6H12O6.
Conclusión: Sí; describen la composición atómica de una molécula.
Distingue de la fórmula empírica (proporción mínima) y de la estructural (conectividad).
Análisis: Se solicita definición formal.
Explicación: Una fórmula molecular es la expresión que muestra el número total de átomos de cada elemento en una molécula (p. ej., C2H6O), sin indicar cómo están enlazados.
Conclusión: Es la representación cuantitativa de la composición atómica de una molécula.
Piensa en pares con igual conteo de átomos pero distinta conectividad. Distingue fórmula molecular de estructura.
Análisis: Se consulta unicidad de la fórmula molecular.
Explicación: Varios compuestos pueden compartir la misma fórmula molecular; son isómeros. Ejemplo: C2H6O puede ser etanol o éter dimetílico. La fórmula molecular indica cantidad de átomos, no su orden de enlace ni la geometría.
Conclusión: No es única; compuestos distintos pueden tener la misma fórmula por la isomería.
Relaciona exportaciones, presupuesto estatal y matriz energética nacional.
Análisis: Se pide relevancia económica y energética.
Explicación: El petróleo aporta gran parte de las exportaciones e ingresos fiscales, financia obra pública, genera empleo y provee combustibles para transporte y generación eléctrica.
Conclusión: Es clave por su impacto en divisas, presupuesto y suministro energético.
Piensa en la cadena petroquímica: fracciones C4–C12, olefinas, aromáticos y sus derivados industriales.
Análisis: Enfatiza el uso industrial.
Explicación: Del crudo, mediante destilación y procesos (craqueo, reformado), se obtienen fracciones y petroquímicos base para plásticos, fibras, solventes, detergentes, fertilizantes y muchos productos.
Conclusión: Es materia prima porque origina numerosos insumos químicos y materiales.
Recuerda: CH4 es el alcano más simple; compara su impacto climático con CO2 y piensa en sus principales fuentes.
Análisis: Busca contexto climático.
Explicación: El metano (CH4) es un potente gas de efecto invernadero; su potencial de calentamiento a 100 años es ~28–34 veces el del CO2. Proviene de fugas en petróleo y gas, ganadería, vertederos y humedales.
Conclusión: Es relevante por su alta capacidad de atrapar calor y sus fuentes antropogénicas.
Piensa en forzamiento radiativo, vida atmosférica y retroalimentaciones del clima.
Análisis: Se pide la razón del interés científico.
Explicación: Aumentos de CH4 intensifican el calentamiento global a corto plazo por su alto potencial de calentamiento y vida media ~12 años. Puede activar retroalimentaciones (deshielo/permafrost) y afecta la calidad del aire al formar ozono troposférico.
Conclusión: Preocupa porque eleva rápidamente el forzamiento radiativo y complica metas climáticas.
Diferencia ciclos Otto vs. Diésel y los tipos de vehículos que emplean cada combustible.
Análisis: Se pide identificar el combustible más usado en motores.
Explicación: La mayoría de motores de vehículos livianos usan gasolina (ciclo Otto). Muchos vehículos pesados y maquinaria usan diésel (ciclo Diésel).
Conclusión: Predomina la gasolina en autos livianos; el diésel en transporte pesado.
Recuerda la torre de destilación: fracciones según punto de ebullición; luego se mejoran propiedades con procesos catalíticos.
Análisis: Origen del combustible.
Explicación: Proviene del crudo mediante destilación fraccionada y procesos de refinación (craqueo, reformado, isomerización). Es una mezcla de hidrocarburos C4–C12 ajustada por aditivos.
Conclusión: De la refinación del petróleo.
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Tema 1:
Compuestos orgánicos
[Ilustración: material de laboratorio, reloj de arena, mortero con hojas y planta en maceta]
Saberes previos
- ¿Con qué elementos químicos que constan en la tabla periódica el carbono puede combinarse? ¿Crees que existen diferentes grados de complejidad de las cadenas que forman los átomos de carbono? ¿tendrá alguna implicación esta complejidad?
- ¿Has escuchado sobre las fórmulas moleculares? ¿Podrías definirlas? ¿Cada compuesto tiene su propia fórmula molecular o pueden compartir varios compuestos la misma fórmula? ¿Por qué?
- ¿Por qué el petróleo es un recurso importante para el Ecuador? ¿Por qué el petróleo es considerado una materia prima para la industria?
- ¿Qué referencias tienes sobre el gas metano con respecto a las noticias sobre los gases de efecto invernadero? ¿Por qué los niveles de producción del gas metano preocupa a los científicos? ¿Qué clase de combustible utilizan la mayor cantidad de motores a combustión? ¿De dónde proviene la gasolina?