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Compuesto químico

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Mesa de contenidos 1 Formación de compuestos químicos 2 Clasificaciones 2.1 Clasificación según el tipo de enlace 2.2 Clasificación genérica 2.2.1 Compuestos orgánicos 2.2.1.1 Clasificación por origen de los compuestos orgánicos 2.2.1.2 Clasificación por estructuras de los compuestos orgánicos 2.2.1.3 Clasificación por grupos funcionales de los compuestos orgánicos 3 Descripción de los principales grupos de compuestos orgánicos 3.1 Hidrocarburos 3.2 Alcoholes 3.3 Éteres 3.4 Aldehídos 3.5 Cetonas 3.6 Ácidos carboxílicos 3.7 Ésteres 3.8 Mides 3.9 Aminas 4 Descripción de los principales grupos de compuestos inorgánicos 4.1 Hidruros 4.2 Óxidos 4.3 Ácidos 4.4 Hidróxidos 4.5 Sales 4.6 Complejos 4.7 Organometàl·lics 5 Referencias 6 Veáis también 7 Enlaces externos 7.1 Enlaces comerciales

Un compuesto químico es una sustancia pura formada por dos o más elementos químicos y que puede descomponerse en estos por medios químicos apropiados.^[1]

Los compuestos, igual que las mezclas, están constituidos por dos o más elementos químicos diferentes, pero se diferencian esencialmente de estas en los siguientes aspectos:

1. Los componentes de las mezclas pueden separarse por medios físicos (filtración, decantación, destilación,...), pero los constituyentes de los compuestos, no.
2. Las mezclas tienen las propiedades de sus componentes, pero los compuestos poseen sus propiedades específicas correspondientes.
3. Las mezclas pueden existir en cualquier proporción mientras que los compuestos se forman a partir de los elementos químicos en proporción invariable (ley de las proporciones definidas enunciada entre 1794 y 1804 por el químico francés Joseph Louis Proust).
4. La formación o descomposición de un compuestos químico va siempre unida a un desprendimiento o absorción de calor , mientras que para una mezcla el efecto calorífico es nulo o en todo caso, muy pequeño.^[1]

En general los compuestos químicos tienen una estructura química definida y única y con una relación determinada de los componentes. Aun así, hay un pequeño número de compuestos que no cumplen la ley de las proporciones definidas, denominados no estequiométricos o berthòl·lids : por ejemplo, Cu_1,7S y especialmente los compuestos intermetàl·lics y los intersticials. La mayoría de los compuestos sí cumplen la ley de las proporciones definidas y se denominan daltònids, en recuerdo del químico inglés John Dalton que, con su teoría atómica, dio una base teórica que explicaba la ley de las proporciones definidas.

Actualmente (2009) el número de elementos químicos es de 117 (90 de ellos naturales y el resto sintéticos), mientras que el de compuestos químicos supera los 50 millones y en constante creixament (aproximadamente 12 000 nuevas sustancias diarias, mayoritariamente compuestos químicos).^[2]

Gotas de agua. El agua es un compuesto inorgánico, covalente, de fórmula H2O	La pirita es un sulfuro, un compuesto iónico formato por hierro y azufre (HAZ2)	El nitrato de Chile (nitrato de sodio, NaNO3), es un adobo natural
Los neumáticos se fabrican con caucho natural y sintético	Guans fabricados con neoprè, un polímero sintético	Paracetamol, un medicamento

Formación de compuestos químicos

La mayoría de los elementos químicos existen en combinación con otros elementos formando los compuestos químicos. De hecho, sólo una pequeña cantidad de elementos se encuentran libres en la natura: los gases nobles en forma de átomos solitarios, el oxígeno y el nitrógeno en forma de moléculas diatòmiques, O 2 y N₂, el azufre en forma de moléculas de ocho átomos, S₈, el carbono en forma de grafito o diamante y los metales nobles cobre, plata, oro y platino .

La razón por la cual los átomos se combinan para dar compuestos químicos reside en que, al aproximarse hasta distancias muy pequeñas, sus niguls electrónicos interaccionan de forma que la energía del sistema disminuye. Podemos decir, también, que como consecuencia de esta interacción se generan fuerzas de atracción.^[3]

Por lo tanto los electrones externos de los átomos son los responsables de la formación de compuestos. Hay dos formas generales:

1. Por transferencia de electrones de los átomos de un elemento hacia el átomo de otro elemento para formar compuestos iónicos, que quedan enlazados por atracción electrostática.
2. Por compartición de electrones entre átomos diferentes para formar compuestos covalentes, que quedan enlazados debido a un efecto cuántico, la mayor deslocalización de los electrones.

Estos procesos generan los enlaces químicos, las fuerzas que mantienen unidos los átomos de los elementos en un compuesto.^[4]

Clasificaciones

Clasificación según el tipo de enlace

Los compuestos químicos se pueden clasificar según el tipo de enlace químico en:

• Covalentes: Son compuestos químicos donde los átomos restan unidos por enlaces covalentes. Si existe una pequeña diferencia entre dos átomos en cuando a la tendencia a perder o ganar electrones, observamos una compartición de electrones. Este tipo de enlace es más importante entre átomos no metálicos. Cada átomo atre a sus electrones porque tiene energía de ionización alta, pero también atre a los electrones de los otros átomos. Esto hace que los átomos se unan para formar un compuesto. En la mayoría de los caos se generan moléculas separadas y la fórmula química refleja el número real de átomos a la molécula (fórmula molecular).^[4] Ejemplos: Dióxido de carbono, CO₂; ácido periódico, HIO₄; pentacloruro de fósforo, PCl₅; etanol, CH₃CH₂OH, ácido acético, CH₃COOH.
• Iónicos: Son compuestos donde los átomos se mantienen unidos mediante enlaces iónicos. Este enlace se observa típicamente entre átomos con grandes diferencias en su tendencia a perder o ganar electrones. Estas diferencias se observan entre metales reactivos (grupos 1 y 2 de la tabla periódica) y no-metales (grupo 17 o halógenos y la parte superior del 16). El átomo metálico de baja energía de ionización pierde uno o dos electrones de valencia, mientras que el átomo no metálico, de afinidad electrónica muy negativa, gana electrones. Se produce una transferencia de electrones del metal al no-metal, y cada átomo forma un ión con la configuración electrónica de gas noble. La atracción electrostática entre los iones de diferente signo los trae a formar una estructura tridimensional de un sólido iónico, la cual fórmula química representa la proporción catión/anión (fórmula empírica).^[4] Ejemplos: Óxido de sodio, Na₂O; cloruro de litio, LiCl; sulfuro de potasio, K₂S; hidruro de calcio, CaH₂. También existen compuestos iónicos en los cuales el anión o el catión es poliatòmic, es decir, está formado por varios átomos unidos por enlace covalente y con carga eléctrica. Ejemplos de cationes poliatòmics: amonio, NH₄⁺ y uranil, UO₂²⁺. Ejemplos de aniones poliatòmics, los oxoanions carbonato, CO₃^2-, sulfato, SONIDO₄^2-, nitrato, NO₃^-.
• Complejos: unidos por enlaces covalentes coordinados.

Clasificación genérica

Se clasifica genéricamente los compuestos en:

• Orgánicos o compuestos de carbono e hidrógeno , con otros elementos o sin, y en
• Inorgánicos, que no contienen carbono (excepto óxidos de carbono, carbonatos, carburos, etc).

Compuestos orgánicos

Originariamente, hablar de compuestos orgánicos era hablar de los compuestos producidos por los seres vivos. A raíz de la caída en desuso de la teoría de la fuerza vital, el ámbito de estudio de los compuestos orgánicos se amplió también a las sustancias artificiales, sintetizadas a los laboratorios. Actualmente, hay millones de compuestos orgánicos conocidos.^[2] El hecho que pueda existir un número tan extraordinario de combinaciones a partir de un número de elementos químicos reducido (carbono, hidrógeno, oxígeno, halógenos, nitrógeno, azufre y fósforo , principalmente), a diferencia del que ocurre en el campo de la química inorgánica, se fundamenta, por un lado, en la posibilidad que presenta el átomo de carbono de establecer enlaces covalentes con otros átomos del mismo elemento para formar cadenas y redes, y de la otra, en la existencia de muchos varios grupos funcionales, en los cuales intervienen el carbono y los elementos restantes que aparecen en los compuestos orgánicos. Este hecho condiciona una visión del compuesto orgánico en la cual se puede considerar por separado la estructura básica o esqueleto carbonato y el conjunto de grupos funcionales anclado sobre este.

Cuando los compuestos son formados únicamente por carbono e hidrógeno, son llamados hidrocarburos. Teóricamente, y a menudo también en la práctica, los compuestos orgánicos pueden ser considerados como derivados de los hidrocarburos por sustitución de átomos de hidrógeno por otros átomos o grupos. El correcto conocimiento de la estructura de los compuestos orgánicos arranca de la formulación de las teorías estructurales de Kekulé -Couper y de Aleksandr Mikhailovich Butlerov, las cuales dieron una visión fundamental de la natura de las cadenas carbonades, y en particular en cuanto a la de los compuestos aromáticos. Posteriormente, la noción de estereoquímica, derivada de las ideas sobre la isomería geométrica y el átomo de carbono asimétrico debido a Jacobus Henricus van 't Hoff y a Joseph Achille LeBelio , la introducción del concepto de enlace covalente, con el papel relevante que este tiene en la química de los compuestos orgánicos, y la formulación de las teorías cuánticas del enlace han proporcionado un conocimiento casi perfecto del problema de la estructura molecular de los compuestos orgánicos.^[5]

Clasificación por origen de los compuestos orgánicos

Como consecuencia de la concepción original de la química orgánica, hay la tendencia a agrupar los compuestos orgánicos de acuerdo con su origen:

• natural, lo cual da lugar al que se acostumbra a denominar química orgánica de los productos naturales, que comprende el estudio de lípidos , glúcidos, aminoácidos y proteínas , terpenoides, esteroides, alcaloides, antocianines, prostaglandinas, porfirines, vitaminas, sedimentos (de los cuales hay que mencionar, particularmente, el estudio del petróleo, el cual ha llegado a constituir una auténtica especialidad, llamada petroquímica), etc.

Urea

Ácido cítrico

Colesterol.JPG Colesterol

Morfina

• artificiales, compuestos sintetizados al laboratorio que no se encuentran a la natura. Dentro de este contexto, se puede hablar, entre muchos otros, de agentes refrigerantes, colorantes, combustibles, detergentes, disolventes, fibras sintéticas, perfumes y aromatitzants, plásticos, pinturas, medicamentos, tensioactius, etc.

Cloroformo

Benceno

Polietilentereftalat

Error creando la miniatura: Trinitrotoluè

Clasificación por estructuras de los compuestos orgánicos

Se ha empleado el criterio estructural para delimitar los diferentes compuestos orgánicos. Así, hay:

• Compuestos alifàtics o acíclicos, compuestos con estructuras abiertas, lineales o ramificadas, saturadas o insaturades.
• Compuestos alicíclics, incluyen los compuestos carbocíclics no aromáticos.
• Compuestos aromáticos, que son los compuestos derivados formalmente del benceno.
• Heterocicles, compuestos carbocíclics, aromáticos o no, que contienen uno o más heteroàtoms en el anillo carbonato.
• Compuestos organometàl·lics, grupo de compuestos donde hay enlaces entre metales y carbonos y que también se puede considerarlos compuestos inorgánicos.
• macromolecules, compuestos, tanto naturales como sintéticos, las moléculas de los cuales son polímeros.^[5]

Un compuesto alifàtic, el hexafluoropropilè

Un compuesto alicíclic, el ciclobutè

Un compuesto aromático, el 1-metilnaftalè

Un compuesto heterociclic, la timina.

Un compuesto organometàl·lic, el pentacarbonil de hierro

Una macromolécula pequeña, la endotelina humana, una hormona

Clasificación por grupos funcionales de los compuestos orgánicos

Por otro lado, los distintos grupos funcionales confieren a los compuestos que los contienen propiedades físicas y químicas muy relacionadas, lo cual justifica una clasificación de los compuestos orgánicos según este criterio. Así, se suele hablar de alcans, alquenos, alquins, derivados halogenats, nitrilos, alcoholes, fenoles, quinones, éteres, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres, anhídridos de ácido, aminas, mides, sulfones, etc.^[5]

Alquil	Hidroxil	Éter	Amina	Aldehído	Cetona
Carboxil	Éster	Carbamoil	Azo	Nitro	Sulfòxid

Descripción de los principales grupos de compuestos orgánicos

Hidrocarburos

Plataforma petrolífera. El petróleo es una mezcla de hidrocarburos

1-butè, un hidrocarburo acíclico o alifàtic insaturat, un alqueno.

Artículo principal: Hidrocarburos

Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formatos exclussivament por carbono e hidrógeno . Los átomos de carbono pueden unirse entre ellos formando cadenas más o menos largas, por medio de enlaces covalentes simples, dobles o triples, y las valencias que restan libres son saturadas con hidrógeno.

Se distingue los hidrocarburos acíclicos, de cadena abierta, de los cíclicos, de cadena cerrada.

• Los hidrocarburos acíclicos, o alifàtics (del griego αλειψα, aceite, porque las grasas más importantes son de este tipo de compuestos)^[6], pueden ser saturados o insaturats, y sus cadenas pueden ser lineales o ramificadas, lo cual da lugar a la existencia muchos de isómeros, que tienen el mismo número de átomos de carbono y de hidrógeno pero con propiedades diferentes, debido a las distintas estructuras moleculares.
  • Los hidrocarburos saturados sólo tienen enlaces simples. También se denominan alcans o parafinas (del latín parum affinis, poca afinidad, porque tienen poca tendencia a reaccionar).^[6] Por ejemplo: metano CH₄, età CH₃-CH₃, propano CH₃-CH₂-CH₃.
  • Los hidrocarburos insaturats presentan dobles y triples enlaces en las moléculas y, por lo tanto, contienen menos átomos de hidrógeno que los hidrocarburos saturados del mismo número de carbonos. Se los divide en:
    • alquenos, etilènics u olefinas (del francés gaz oléfiant, gas oleificant, que hace referencia a que los gaseosos cuando reaccionan con cloro o bromo dan lugar a productos oliosos)^[6], si tienen dobles enlaces, por ejemplo etè CH₂=CH₂, propeno CH₂=CH-CH₃, y
    • alquins o acetilènics (nombre derivado del más simple, el acetileno o etí), si tienen triples enlaces. Por ejemplo etí CH≡CH, propí CH≡C-CH₃.
• Los hidrocarburos cíclicos forman dos grandes grupos:
  • los alicíclics, denominados también naftènics, que comprenden los cicloalcans, los cicloalquens y los cicloalquins, de propiedades parecidas a las parafinas, y
  • los aromáticos (porque los primeros compuestos descubiertos, derivados del benceno, tienen un olor aromático agradable)^[6], que tienen propiedades especiales, debido a la estructura del anillo benzènic.

Los hidrocarburos son obtenidos principalmente del gas natural (saturados de baja demasiado molecular: metano, età, propano y butano ), del petróleo (parafinas, aromáticos y alicíclics) y del alquitrán del hulla (preferentemente aromáticos: benceno, toluè, chileno, naftalè, antracè, etc.) y, en menos cantidad, de las ceras, resinas y aceites esenciales de origen vegetal.^[5]

Alcoholes

Los liquors contienen cantidades elevadas de etanol

Estructura del etanol

Artículo principal: Alcohol

Los alcoholes son sustancias orgánicas caracterizadas por la presencia de un grupo funcional constituido por un hidroxil, -OH, enlazado directamente a un carbono que no es aromático.

Los alcoholes, R-OH, han tomado su nombre del más antiguamente conocido de todos ellos, el espíritu de vino, alcohol etílic o etanol . Según que el carbono unido al hidroxil sea primario, secundario o terciario, los alcoholes son denominados también primarios, secundarios o terciarios. Si la molécula contiene dos, tres o más grupos funcionales alcohol, los alcoholes se denominan, respectivamente, diols (o glicoles), triols y, en general, poleos.

Según las reglas de la IUPAC, los alcoholes se designan añadiendo al nombre del hidrocarburo el sufijo -ol, preservando la n etimológica (ex: metano, metano-n-ol), e indicando la posición de la hidroxil con un número en prefijo, por ejemplo 2-butanol, CH₃CH₂CH(OH)CH₃. No obstante, si la molécula contiene otro grupo, prioritario en nomenclatura, los alcoholes se designan con el prefijo hidroxi-, ejemplo 4-hidroxipentanal, CH₃CH(OH)CH₂CH₂CHO, es un aldehído con una función hidroxil. A menudo los alcoholes todavía se designan haciendo seguir la palabra alcohol del adjetivo correspondiente al grupo R (ejemplo alcohol al·lílic, CH₂=CHCH₂OH).

Las propiedades físicas de los alcoholes dependen del grupo R. Cuando R es pequeño, son líquidos miscibles con el agua o muy solubles, de olor característico y de sabor ardiente y fuertemente asociados (por formación de enlaces hidrógeno), cosa que hace que sus puntos de ebullición sean elevados (metanol 65º, etanol 78º, 1-propanol 97º, 1-hexanol 156º). La solubilidad en agua disminuye rápidamente cuando la demasiada molecular aumenta. Cuando existen varios isómeros de posición, el punto de ebullición acostumbra a ser tanto más bajo (y el punto de fusión tanto más alto) cuanto mayor es la sustitución a la vecindad del grupo -OH.^[5]

Por su inestabilidad y reactividad, los alcoholes no pueden encontrarse en el reino mineral, pero sí se encuentran en la materia viva.^[6] El etanol y algunos de sus homólogos superiores se forman en la fermentación de los azúcares y numerosos aceites esenciales y resinas contienen alcoholes diversos. Dejando de banda los poleos, los ácidos alcoholes y los aminoalcohols, los alcoholes bioquímicamente importantes son el axeroftol o vitamina A ,los alcoholes grasos y, sobre todo, los esterols.

Los alcoholes siendo muy numerosos, sus aplicaciones son forzosamente muy diversas. Muchos de ellos son utilizados como disolventes o encuentran aplicación directa en numerosas industrias, por ejemplo, perfumería, cosmética, pinturas, pegatinas, industria farmacéutica, etc. Su principal uso es, aun así, la síntesis, especialmente de ésteres, para obtener disolventes, plastificants, detergentes, medicamentos, etc.^[5]

Éteres

Una de las primeras operaciones quirúrgicas donde se empleó dietiléter, o etoxietà, como anastèsic (1846)

Estructura del dietil éter

Tetrahidrofurà, THF, un éter cíclico

Artículo principal: Éter

Los éteres son sustancias orgánicas caracterizadas por la presencia del grupo funcional —O— unido a dos radicales hidrocarbonats (aromáticos o no), o bien, en los éteres cíclicos, formando parte de una cadena alifàtica cerrada.

La palabra éter viene del griego αιθἠρ, aire ligero, que indica que estos compuestos son muy volátiles.^[6]

Los éteres (R—O—R') resultan de la sustitución de los dos átomos hidrógeno del agua y son geométricamente parecidas al agua y a los alcoholes. De acuerdo con las normas de la IUPAC, los éteres alifàtics son designados por medio del grupo R.O.—, considerado como substituent de la cadena más larga, como por ejemplo metoxietà, CH₃-O-CH₂-CH₃, etoxipropà, CH₃-CH₂-O-CH₂-CH₂-CH₃.

Los puntos de fusión y de ebullición de los éteres son comparables a los de los hidrocarburos de demasiado molecular semblante. La mayoría son immiscibles con el agua, pero el éteres cíclicos dioxà y tetrahidrofurà, o THF, lo son en todas proporciones. Así la mayoría son bonos disolventes de las sustancias orgánicas, pero disuelven muy poco los compuestos inorgánicos, por lo cual son unos excelentes disolventes para los procesos de extracción. Los éteres son indiferentes a la mayoría de los reactivos químicos. Dado que los derivados del oxígeno divalent tienen pares de electrones no compartidos disponibles, actuarán como base de Lewis, por lo tanto reaccionan en presencia de ácidos. La reacción más importante que experimentan es la ruptura del enlace C—O.

Los éteres son obtenidos generalmente por reacción de alcoholes con halogenurs de alquil, reacción conocida como síntesis de Williamson. Los diols, al deshidratarse, dan éteres cíclicos.^[5]

Aldehídos

De las cápsulas de la vainilla se extrae la vanil·lina, que tiene una función aldehído

Artículo principal: Aldehído

Butanal

Los aldehídos son sustancias orgánicas caracterizadas por la presencia del grupo funcional carbonil unido a un hidrógeno.

La palabra aldehído deriva de alcohol de shidratat.^[1]

Según las reglas de nomenclatura de la IUPAC, los aldehídos alifàtics RCHO se designan añadiendo al nombre del hidrocarburo RCH₃ el sufijo -al, preservando la n etimológica (por exmple: metano → metano-n-al), y los aldehídos con el grupo funcional directamente fijado a un sistema cíclico, añadiendo el sufijo -carbaldehid al nombre de este. Ejemplos: butanal, CH₃CH₂CH₂CHO. No obstante, si la molécula contiene otro grupo prioritario en nomenclatura, los aldehídos se designan con el prefijo formil-. Ejemplo: ácido p-formilfenilacètic.

Los aldehídos hierven ligeramente a una temperatura más alta que los hidrocarburos, pero muy por debajo de los alcoholes correspondientes. Los más simples son solubles en agua y tienen olores fuertes e irritants; muchos, de demasiado molecular elevada, tienen, en cambio, olores agradables. Todos son solubles en solventes orgánicos.

Químicamente los aldehídos son sustancias neutras, reductoras, de reactividad intensa y variada. Por hidrogenación catalítica o por reducción de Meerwein-Ponndorf-Verley dan alcoholes primarios, y por reducción de Clemmensen, hidrocarburos. Por oxidación (por aire, con el reactivo de Fehling, con solución argèntica amoniacal, etc) dan ácidos carboxílicos. Los métodos industriales de obtención más importantes son la oxidación de alcoholes (por ejemplo, el metanol en formaldehído); la oxidación de hidrocarburos (por ejemplo, del gas natural o del etileno en acetaldehid) y la hidroformilació de alquenos (método oxo).

Los aldehídos libres son poco frecuentes a la natura, bien que se encuentra en varios aceites esenciales (citral, citronel·lal, anisaldehil, vanil·lina, etc). El benzaldehid es un constituyente de muchos glucòsids. En bioquímica, algunos aldehídos (gliceraldehid, acetaldehid, piruvaldehid, etc.) son intermediarios importantes en el metabolismo. Industrialmente tienen aplicación extensísima el formaldehído y el acetaldehid. En menor grado son también importantes (como intermediarios de síntesis o por sus aplicaciones directas) lo glioxal, la isobutiraldehid, la acroleïna, el crotonaldehid, el furfural y el benzaldehid, entre otros. Numerosos aldehídos son utilizados en la preparación de perfumes y esencias sintéticas.^[5]

Cetonas

La acetona se emplea como disolvente

Estructura de la acetona

Artículo principal: Cetona

Las cetonas son sustancias orgánicas caracterizadas por la presencia del grupo funcional C=O (carbonil) unido a dos radicales hidrocarbonats o, en las cetonas cíclicas, formando parte de una cadena alifàtica cerrada.

Según las reglas de la IUPAC, las cetonas alifàtiques RR'CO son designadas, en la nomenclatura sustitutiva, añadiendo al nombre del hidrocarburo RR'CH₂ (en catalán, a menudo seguido de una n etimológica) el sufijo -ola; ante el nombre va el número que indica la posición del carbono carbonílic en la cadena. Así, por ejemplo, propanona, CH₃COCH₃, butanona CH₃CH₂COCH₃. Cuando contiene otros grupos funcionales prioritarios, en nomenclatura se designa con el prefijo ceto- (cetoàcid, cetoèster).

Las cetonas más simples, hasta unos doce átomos de carbono, son líquidas. Las de demasiado molecular más baja son solubles en agua; todas lo son en solventes orgánicos. Son destil·lables sin descomposición, y de olor etèrica o aromática. Las propiedades químicas de las cetonas son las generales del grupo carbonil exaltadas o disminuidas por las otras funciones presentes en la molécula o por la estructura de esta.

Los oxidantes fuertes rompen la cadena de carbonos de las cetonas por las uniones inmediatas al grupo carbonil, y dan ácidos carboxílicos diferentes, según si se hace la ruptura en un lado o el otro del grupo. Por hidrogenación catalítica o por reducción con alcoholats de aluminio, las cetonas pasan a alcoholes secundarios. Por reducción con amalgamas de sodio o magnesio dan 1,2-dialcohols, denominados pinacones, con condensación de dos moléculas. El paso directo de cetona a hidrocarburo es conseguido mediante la reducción de Clemmensen o también por la reducción de Wolff-Kishner. Las aminas primarias se condensan con las cetonas y dan las bases de Schiff. Comparadas con los aldehídos, las cetonas reaccionan poco por polimerización, bien que se condensen por ellas mismas en ciertas condiciones.^[5]

La más conocida y utilizada de las cetonas es la propanona o acetona , que es la que da nombre al grupo. Muchas cetonas son empleadas como solventes y como primeras materias en perfumería. Algunas cetonas inferiores, en particular la acetona, se originan a menudo en la natura como productos metabólicos anormales. Muchas cetonas superiores forman parte de productos odorants naturales, por ejemplo, de los aceites etéreos y de las grasas rancias.^[6]

Ácidos carboxílicos

Los vinagres debe de su gusto agrio al ácido acético

Estructura del ácido acético

Artículo principal: Ácido carboxílico

Los ácidos carboxílicos son sustancias orgánicas de fórmula general R—COOH, que tienen en su molécula uno o varios grupos carboxil y que manifiestan, por lo tanto, las propiedades ácidas que este confiere. El grupo carboxil ocupa forzosamente una posición terminal en el esqueleto de los carbonos, puesto que sólo tiene un enlace libre.

Según qué es la natura del grupo R, los ácidos carboxílicos se clasifican en alifàtics, alicíclics (que pueden ser, unos y otros, saturados o insaturats), aromáticos y heterocíclicos. Si al grupo R hay otros grupos funcionales, es posible de distinguir también entre un ácido alcohol, un ácido fenol, un ácido cetònic, un aminoácido, etc.

De acuerdo con las normas de la IUPAC, los ácidos carboxílicos son designados haciendo seguir la palabra ácido de un adjetivo formado añadiendo al nombre del hidrocarburo del mismo número de carbonos el sufijo -oic (sin dejarse la n etimológica: propano → propano + n + oic), cuando hay un sol carboxil, o -dioic , cuando hay dos. Así, por ejemplo, los dos ácidos saturados de 6 carbonos, de cadena no ramificada, son llamados ácido hexanoic y ácido hexandioic. En algunos casos, sin embargo, resulta más práctico considerar el grupo carboxil como un substituent de la molécula RH. En este caso, o bien se hace preceder el nombre de RH de la palabra ácido y le añade el sufijo -carboxílico (cómo, por ejemplo, ácido ciclopentan-carboxílico C₅H₉COOH), o bien se utiliza el prefijo carboxi- (cuando el carboxil no es el substituent principal). La IUPAC acepta, además, que para muchos ácidos carboxílicos se continúe utilizando los nombres triviales corrientes, tales como ácido fòrmic, ácido acético, ácido butíric, ácido oxàlic, ácido acrílico, ácido benzoic, ácido cinàmic, etc. Estos nombres triviales admitidos para los ácidos sirven también para designar sus derivados y los aldehídos correspondientes.

Las propiedades físicas de los ácidos carboxílicos dependen de su estructura y de su demasiado molecular. En principio, se funden y hierven netament por encima de los alcoholes, aminas, aldehídos y cetonas del mismo número de carbonos. Esto tiene relación con el hecho que en el estado cristalino o líquido y en solución en ciertos disolventes (y, para los más volátiles, aun en parte en el estado de vapor) los ácidos carboxílicos están asociados, formando dímeros, a través de los carboxils. En serie alifàtica los primeros términos son líquidos destil·lables o arrossegables por el vapor de agua, y los ácidos de número de carbonos parejo se funden siempre además alta temperatura que sus homólogos inmediatos inferior y superior. A medida que crece la demasiada molecular, la influencia del grupo carboxil sobre las propiedades físicas va disminuyendo y así, por ejemplo, la solubilidad en agua (total en los primeros términos de la serie) decrece muy rápidamente. Esto mismo pasa con el olor.

Los ácidos carboxílicos son en general ácidos débiles, con valores [[pK_{a ]]}que, en general, varían entre 3 y 5, y la primera acidez de los diàcids es mucho más fuerte que la de los monoàcids, sobre todo si los dos carboxils son próximos. La acidez disminuye con la demasiada molecular y aumenta con la proximidad de un doble enlace al carboxil; los ácidos aromáticos tienden también a ser más fuertes que los alifàtics. La presencia de substituents que atraen electrones aumenta la acidez por efecto inductivo, y esta acción es particularmente manifiesta en el caso de los ácidos carboxílicos α-halogenats.

Los ácidos carboxílicos dan sales alcalinas solubles en agua y son estables frente a los oxidantes y reductores. El único reductor que los ataca directamente es el hidruro de aluminio y de litio, que permite de transformarlos en alcoholes. La electrólisis de sus sales alcalinas RCOONa conduce a los hidrocarburos R—R (reacción de Kolbe), y la fusión alcalina a los hidrocarburos RH; la piròlisi de las sales alcalinotèrries da en general cetonas. Sus sales de plata reaccionan con los haluros de alquil dando cetonas, y sus sales sódicas reaccionan con los cloruros de ácido dando anhídridos de ácido. Por deshidratación de las sales amónicas son obtenidas mides. Por reacción de los ácidos carboxílicos con el pentacloruro o con el oxiclorur de fósforo son obtenidos cloruros de ácido; por reacción con los alcoholes son obtenidos ésteres, y por reacción de Schmidt son obtenidas aminas. En fin, por acción del cloro o del bromo tiene lugar generalmente una sustitución progresiva de los hidrógenos en α del carboxil (o del hidrógeno de un carbono terciario no demasiado alejado) y son obtenidos, pues, ácidos carboxílicos halogenats.

Aun dejando de banda los aminoácidos, los ácidos carboxílicos tienen una importancia biológica muy considerable. En el estado libre se no los encuentra muy a menudo en los animales (si bien hay ácido fòrmic en las hormigas y en el veneno de las abejas), pero, en cambio, son muy abundantes en los zumos celulares de las plantas (ácidos fòrmic, oxàlic, màlic, ascórbico, tartárico, cítrico, etc) y en numerosas resinas de origen vegetal (ácidos abiètic, benzoic, cinàmic, etc). Varios ácidos carboxílicos se forman fácilmente por fermentación (fermentación acética del alcohol, láctea o butírica de los glúcidos, etc). Las plantas los contienen también en abundancia en forma de sales (en sus zumos acuosos) y en forma de ésteres (en los aceites esenciales). Sin embargo, es sobre todo en forma de ésteres glicèrics (que constituyen las grasas) que los ácidos carboxílicos son universalmente presentes en los seres vivos. Los ácidos carboxílicos que se encuentra combinados en las grasas son llamados ácidos grasos.^[5]

Ésteres

Artículo principal: Éster

Los ésteres son sustancias orgánicas caracterizadas por la presencia del grupo funcional -COOR, es decir, por la unión del grupo acil con un grupo alquil.En el caso de ésteres de ácidos inorgánicos (nítrico, sulfúrico, fosfòric), el grupo alquil va ligado al residuo de ácido mineral (-NO₂, -SONIDO₃H, -PO₃H₂).

La palabra éster, igual que éter, viene del griego αιθἠρ, aire ligero, que indica que estos compuestos son muy volátiles (el metanoat de metil hierve a 32 °C, el acetato de metil a 57 °C, etc.).^[6]

De acuerdo con las normas de la IUPAC, los ésteres son designados expresando primeramente la parte que proviene del ácido carboxílico por un sustantivo formado añadiendo el sufijo -oat (precedido de una n etimológica) el nombre del hidrocarburo del mismo número de átomos de carbono que el ácido, y después el nombre del radical de la parte catiònica, como por ejemplo heptanoat de etilo. Cuando se utiliza los nombres triviales corrientes de los adjetivos característicos de los ácidos, como fòrmic, acético, benzoic, etc., el sustantivo que deriva para designar la parte aniònica es el formato cambiando el sufijo -ic de estos adjetivos por el sufijo -at, como en el caso del acetato de etilo. Si se no puede formar el nombre del anión, acostumbra a emplear perífrasis, como éster benzílic de la metionina.

Por hidrólisis los ésteres regeneran el ácido y el alcohol; esto es importante sobretodo para los ésteres naturales (ceras, aceites y grasas ; en el caso de los dos últimos, si la hidrólisis es básica se obtiene los jabones).^[5]

Los ésteres de baja demasiado molecular son muy empleados como solventes (acetato de metil, de etilo y de butilo), y los ésteres nítricos de polialcohols tienen importancia como explosivos (trinitroglicerina o, mejor, trinitrat de glicerina, trinitrat de celulosa , etc.) y en la obtención de celuloide . Los ésteres de ácidos no saturados, como los de los ácidos acrílico y metacrílic , se polimeritzen con facilidad y dan materias plásticas, de un gran consumo (acrilats, metacrilatos). Los ésteres fosfòrics y tiofosfòrics han adquirido importancia como insecticidas.^[6] La sal sódica del sulfato ácido de lauril, sulfato de lauril sodio, se emplea extensamente como detergente, incluso con aguas duras, puesto que el sulfato de lauril calcio es un poco soluble en agua. También destacan los ésteres que forman parte de esencias naturales y se emplean en la composición de los perfumes sintéticos: olor de albaricoque (butanoat de etilo y butanoat de amil), de brandi y vino (heptanoat de etilo), de pera (acetato de isoamil), de plátano (acetato de isoamil), de piña (butirat de butilo), de uva (metanoat de etilo y heptanoat de etilo), de ron (propionat de isobutil), de naranja (acetato de octil), etc.^[1]

Mides

Algunas mides se emplean como repelentes de insectos

Estructura de la urea. Negro carbono, blanco hidrógeno, rojo oxígeno y azul nitrógeno

Artículo principal: Mide

Las mides son compuestos orgánicos que derivan formalmente del amoníaco o de una amina primaria o secundaria por sustitución por radicales acil de un hidrógeno (mides primarias), de dos hidrógenos (mides secundarias) o de tres hidrógenos (mides terciarias). Las únicas importantes son las mides primarias, en general dichas simplemente mides. Su fórmula general es R-CONR'R", en la cual los radicales R, R', R" pueden ser hidrógeno o un grupo hidrocarbonat.

El nombre mide vé del francés mido, formado con el radical de ammoniaque y -ide , sufijo que indica la presencia de un ácido, proveniente de la palabra acide.

Las mides se denominan cambiando en el nombre del ácido carboxílico R-COOH el sufijo -ic y -oic por -mide o la terminación carboxílico por carboxamida. Por exepció, lo mide del ácido oxàlic se denomina oxamida. Exceptuando la formamida, las mides no sustituidas en el nitrógeno son sólidas, y sus puntos de fusión y de ebullición son superiores a los de los ácidos correspondientes.

Las mides son poco básicas, debido a la importante contribución de la forma resonante b en la cual el nitrógeno ya no soporta el par de electrones no compartidos al cual son debidas de las propiedades básicas de las aminas. Debido a esta resonancia, la reactividad del carbonil amídic frente a agentes nucleòfils es menor que la de los carbonils del ácidos, ésteres, etc.

Las mides se preparan principalmente: por acilació del amoníaco o de aminas primarias o secundarias por destilación lenta de sales amónicas de ácidos carboxílicos y también por hidratación, en el medio ácido o básico, de nitrilos .

Las mides monomèriques son raras en la natura, con pocas excepciones, tales como la urea . Hay que notar, pero, que los constituyentes principales de la trama estructural de la materia viva, los pèptids y las proteínas, son poliamidas, en las cuales se manifiesta la solidez del enlace amídic.

Las aplicaciones de las mides son muy diversas. Además de su utilización como intermediarios de síntesis, muchas de ellas son empleadas directamente como solventes, plastificants, estabilitzants, medicamentos, etc. Imitando la natura, el hombre sintetiza, además, varios polímeros poliamídics, que son empleados para la fabricación de fibras sintéticas (perló, nilón) y en la industria de los plásticos.^[5]

Aminas

Inyectables de ketamina empleados a veterinaria

Artículo principal: Amina

Etilamina

Las aminas son compuestos orgánicos que derivan formalmente del amoníaco, NH₃, por sustitución de uno o más átomos de hidrógeno por grupos hidrocarbonats R. Las aminas son primarias RNH₂, secundarias R¹R²NH o terciarias R¹R²R³N, según que haya uno, dos o tres hidrógenos sustituidos.

En la nomenclatura sistemática, las aminas primarias se denominan añadiendo el sufijo -amina bien al nombre del grupo R, bien al nombre del compuesto RH. Ejemplo: metilamina CH₃NH₂. Las aminas secundarias y terciarias simétricas se denominan añadiendo los prefijos di- y tri- , y las no simétricas considerándolas productos de sustitución de la amina primaria más complicada. Ejemplos: trietilamina (C₂H₅)₃N. Cuando el grupo -NH₂ no es el principal en la molécula, para designarlo es empleado el prefijo amino-. Ejemplo: ácido p-aminobenzoic. Para varias aminas importantes, la IUPAC ha aceptado también nombres triviales, tales como anilina, adenina, etc.

Las aminas primarias y secundarias pueden formar enlaces de hidrógeno y tienen, por lo tanto, puntos de ebullición superiores a los de los hidrocarburos de demasiado molecular similar. Por la misma razón, los términos más sencillos de la serie son solubles en agua.

Las aminas son compuestos básicos debido al par de electrones no compartidos del nitrógeno, que pueden captar un protón. Las aminas aromáticas, como la anilina, son mucho menos básicas que las alifàtiques, debido a la participación del par electrónico no compartido en la resonancia del núcleo aromático.

Como consecuencia de su basicitat, las aminas dan con los ácidos inorgánicos sales cristalinas de elevado punto de fusión y muy higroscópicas. Las aminas libres se oxiden fácilmente y dan óxidos de amina, cosa que las hace útiles como antioxidantes. Las aminas son preparadas bien por reducción de compuestos nitrogenados de grado de oxidación superior, tales como nitroderivats, nitrilos, imines, mides y oximes, bien por alquilació del amoníaco, reacción que a pesar de dar mezclas de aminas primarias, secundarias y terciarias tiene interés industrial, por cuanto los diversos productos pueden ser separados con una adecuada destilación fraccionada.^[5]

Las aminas participan de manera destacada en los sistemas bioquímicos, están ampliamente distribuidas en la natura en forma de aminoácidos, proteínas, alcaloides y vitaminas . Muchos de derivados de aminas complejas tienen una actividad fisiológica pronuciada, por ejemplo la penicilina , LSD, el veneno de la cicuta, la novocaïna. Se emplean para obtener medicamentos (sulfamides y anestésicos locales). La fibra sintética nilón se obtiene a partir de dos componentes, uno de los cuales es una amina.^[7]

Descripción de los principales grupos de compuestos inorgánicos

Hidruros

Agua, el hidruro de oxígeno

Estructura cristalina del hidruro de sodio. En blanco los aniones hidruro, H^- y en lila los cationes sodio, Na⁺

Artículo principal: Hidruro

Combinación del hidrógeno con un elemento, casi siempre metálico.

• Los hidruros iónicos forman redes cristalinas con aniones hidruro, H^-, y cationes de los metales. Los hidruros alcalinos tienen una estructura cristalina de caras centradas, mientras que los alcalinoterris tienen una estructura cúbica de caras centradas. Son sólidos a temperatura ambiente y con las propiedades características de los compuestos iónicos.
• Los hidruros moleculares son sustancias de enlace covalente del tipo B₂H₆, PH₃, AsH₃, obtenidas haciendo reaccionar el hidrógeno atómico sobre el no metal.
• Los hidruros radicales son agrupamientos diatòmics incompletos, identificados por el análisis espectral, en la atmósfera estelar; no han podido ser aislados debido a su labilitat química y de su curtedat de vida. Se los considera como radicales libres.
• Los hidruros de inserción son compuestos obtenidos haciendo absorber el hidrógeno por ciertos elementos de transición, como el titanio (TiH₂). Se supone que el hidrógeno se introduce en las fisuras intersticials de la malla metálica y modifica las propiedades.

Los hidruros son empleados como agentes reductores, como carburantes muy energéticos y como intermediarios de síntesis , muchos de los cuales, pero, tienen un interés exclusivamente teórico.^[5]

Óxidos

Óxido de cromo (III)

Artículo principal: Óxido

Los óxidos inorgánicos son combinación del oxígeno con cualquier elemento, excepto el flúor. También reciben este nombre algunos epòxids simples (como el óxido de etileno), formas oxidades de los nitrilos y las aminas (como los óxidos de nitrilo y los óxidos de amina) y algunas sustancias que contienen oxígeno en su estructura (como el óxido de cacodil y el óxido de mesitil), pero son óxidos orgánicos.

Los óxidos inorgánicos pueden ser denominados anteponiendo al nombre del elemento la palabra óxido, con los prefijos numéricos oportunos, o bien mediante el sistema de Stock.

Los óxidos son generalmente obtenidos por reacción directa del oxígeno con el elemento a alta temperatura. También pueden ser obtenidos por descomposición térmica otras sustancias más complejas y por reacción con el oxígeno de compuestos tales como hidruros metálicos, sulfuros y haluros .^[5]

• Con los no metales forman compuestos moleculares, volátiles, con enlace covalente. Ejemplos son el monóxido de carbono, CO, el dióxido de carbono, CO₂, el dióxido de azufre, SONIDO₂, el monóxido de nitrógeno, NO, el triòxid de dinitrogen, N₂O 3, el pentaòxid de diclor, Cl₂O 5, etc.
• Con los metales el oxígeno forma sólidos cristalinos, con enlace, generalmente iónico, debido a la baja polarización del anión oxígeno, O 2-. Ejemplos son el óxido de sodio, Na₂O, el óxido de hierro (III), Fe₂O 3, el óxido de calcio, CaO, el óxido de zinc, ZnO, etc. Aun así, los óxidos de metales de alta valencia son volátiles, con enlace con marcado carácter covalente.

Los óxidos tienen un gran número de aplicaciones en la industria (semiconductor, cemento, vidrio, pintura, refractario).

Ácidos

Ácido clorhídrico

Molécula de ácido nítrico, HNO₃. En moratón el nitrógeno, en rojo los oxígenos y en blanco el hidrógeno

Artículo principal: Ácido

• Hidràcids: Los ácidos que no presentan oxígeno en su estructura se denominan hidràcids. Son hidruros de no metales en disolución acuosa. En sus moléculas el hidrógeno se encuentra enlazado mediante un enlace covalente a un átomo de un elemento químico mucho electronegatiu (halógenos, azufre, selenio y telurio ) por lo cual el enlace está muy polarizado y se romp fácilmente en disolución acuosa, dando lugar a la disociación del ácido.

Los hidràcids más importantes son: Ácido fluorhídrico, HF_(aq) - ácido clorhídrico, HCl_(aq) - ácido bromhídric, HBr_(aq) - ácido iodhídric, _(aq) - ácido sulfhídric, H₂S_(aq)

• Oxoàcids: Los oxoàcids son compuestos inorgánicos donde un átomo central electronegatiu se encuentra enlazado mediante enlace covalente a varios oxígenos que con enlaces dobles y simples completando las valencias del átomo central. Los oxígenos que se encuentran enlazados mediante un enlace simple al átomo central se enlazan también a un átomo de hidrógeno. Este enlace está muy polarizado lo cual da lugar a que sea bueno de disociar.

Oxoàcids más importantes: Ácido arsénico, H₃AsO₄ - Ácido arseniós, H₂AsO₃ - Ácido bòric, H₃BONO₃ - Ácido bròmic, HBrO₃ - Ácido carbónico, H₂CO₃ - Ácido clòric, HClO₃ - Ácido clorós, HClO₂ - Ácido crómico, H₂CrO₄ - Ácido fosfòric, H₃PO₄ - Ácido fosforós, H₃PO₃ - Ácido hipobromós, HOBr(aq) - Ácido hipoclorós, HOCl(aq) - Ácido hipofosforós, H₃PO₂ - Ácido iòdic, HIO₃ - Ácido nítrico, HNO₃ - Ácido nitrós, HNO₂ - Ácido perclòric, HClO₄ - Ácido perdisulfúric, H₂S₂O 8 - Ácido periódico, HIO₄ - Ácido permonosulfúric, H₂SONIDO₅ - Ácido pirofosfòric, H₂P₂O 7 - Ácido selènic, H₂SeO₄ - Ácido seleniós, H₂SeO₃ - Ácido silícic, H₄SiO₄ - Ácido sulfàmic, NH₂SONIDO₃H - Ácido sulfúrico, H₂SONIDO₄ - Ácido sulfurós, H₂SONIDO₃ - Ácido telúrico, H₂TeO₄ - Ácido tel·lurós, H₂TeO₃

• Aplicaciones de los ácidos inorgánicos.
  • Ácido sulfúrico, H₂SONIDO₄. El ácido sulfúrico es el ácido que se emplea en mayor cantidad, se emplea en la industria química para la preparación otros ácidos, de sulfatos y de carbonatos. En la producción de pinturas, sulfonació de grasas, en la industria textil, en la refinería del petróleo, en la producción de hierro y acero , en los acumuladores de plomo y en la fabricación de explosivos.
  • Ácido nítrico, HNO₃. El ácido nítrico se emplea en la fabricación de explosivos, colorantes, seda artificial, plásticos, fertilizantes y en la fabricación de ácido sulfúrico.
  • Ácido clorhídrico, HCl. Se emplea en la industria textil, en la de los colorantes, para la limpieza de los metales en la industria del galvanizado y del estanyat, para la manufactura la alambres, en el proceso de grabado , en la fabricación de dextrosa, gelatina y jabones , en la purificación de arenas y arcillas para la fabricación de porcelanas y en la elaboración de cloro , cloruros y derivados.^[8]

Hidróxidos

Hidróxido de sodio

Estructura cristalina del hidróxido de sodio, NaOH. En lila el sodios, en rojo los oxígenos y en blanco los hidrógenos

Artículo principal: Hidróxido

Los hidróxidos están constituidos por aniones hidroxil, OH^-, y cationes metálicos. Al aumentar la capacidad de polarización del catión se acentua el carácter parcialmente covalente del enlace metal-oxígeno, y la estabilidad del hidróxido disminuye. Los hidróxidos de los elementos más electropositius (alcalinos, alcalinoterris,...) pueden fundirse sin descomponerse (los de los alcalinos pueden, incluso, evaporizarse). En cambio, no se conocen hidróxidos en muy alto estado de oxidación.

Los alcalinos son los únicos solubles en agua. Los más reactivos son los alcalinos y los alcalinoterris. La propiedad más destacada es el carácter básico, tanto en disolución acuosa cómo en sido huso.^[9]

Sales

Cristal de sulfato de cocer (II) pentahidratat

Estructura cristalina del cloruro de sodio, NaCl. En verde los aniones cloruro, Cl^- y en lila los cationes sodio, Na⁺

Estructura cristalina de la blenda de zinc, ZnS. En amarillo los aniones sulfuro, S^2- y en gris los cationes zinc, Zn²⁺

Artículo principal: Sal (química)

Las sales pueden, así, ser consideradas tanto como derivadas de los ácidos por sustitución de hidrógeno por átomos metálicos, como derivadas de las bases por sustitución del grupo hidroxil por otros aniones procedentes de ácidos. Por otro lado, los adductes de los ácidos de Lewis con donadores de pares electrónicos pueden también ser considerados formalmente como sales.

Desde un punto de vista general, las sales exhiben propiedades características comunes; son sólidos cristalinos de punto de fusión elevado, presentan conducción de la electricidad en el estado líquido y conductividad electrolítica en sus soluciones acuosas. La esencia de estas propiedades está en el carácter iónico de estos compuestos. No obstante, hay toda una gradación en el carácter covalente o iónico del enlace, el cual depende fundamentalmente de la diferencia de electronegatividad y de tamaño de los iones constituyentes. Así, mientras que el fluoruro de cesio, CsF, es totalmente iónico, el tetraclorur de titanio , TiCl₄, presenta un carácter covalente muy acentuado. En cuanto a la solubilidad, mientras que las sales de carácter iónico son generalmente solubles en disolventes de constante dieléctrica elevada, como es ahora la agua, de mal grado de las que presentan una energía reticular muy grande, las de tipo covalente se solubilitzen más bien en disolventes apolars. Por otro lado, muchas sales iónicas presentan la característica de formar hidratos, la tendencia a la formación de los cuales es dada por la ganancia energética que supone la solvatació , frente a la energía necesaria para romper el retículo cristalino de la forma anhidra.

Según su constitución, las sales pueden ser clasificadas en:

• Sales simples, que son las formadas por el catión de una base y el anión de un ácido con la estequiometría adecuada, como el cloruro de sodio, NaCl, y el sulfato de calcio (CASO₄). Hay de dos tipos:
  • Sales binarias. Son sales simples constituidas por aniones de un solo elemento químico. Ejemplos: fluoruro de sodio, NaF, cloruro de magnesio, MgCl₂, bromuro de potasio, KBr, yoduro de plomo (II), PbI₂.
  • Sales ternarias u oxisals. Son sales simples en las cuales el anión proviene de un oxoàcid. Ejemplos: nitrato de plata, AgNO₃, dicromato de potasio, K₂Cr₂O 7, sulfato de hierro (III), Fe₂(SONIDO₄)₃.
• Sales ácidas, que contienen átomos de hidrógeno ácidos, como el hidrogenocarbonat de sodio, NaHCO₃.
• Sales dobles, que se originan, en general, por cristalización de soluciones que contienen mezclas de iones, los ejemplos más clásicos de las cuales son los alumbres, y las oxisals e hidroxisals, conocidas genéricamente como sales básicas, en las cuales intervienen oxocations o hidroxications, como la oxiclorur de bismuto, BiClO, y el hidroxiclorur de magnesio, MgCl(OH).

En cuanto a la nomenclatura, las sales son denominadas mencionando en primer término el anión y en segundo término el catión, con los prefijos numéricos correspondientes. La presencia de hidrógeno ácido es indicada mediante el prefijo hidrògeno- antepuesto al nombre del anión, mientras que en la nomenclatura de las oxisals e hidroxisals son empleados los prefijos oxi- e hidroxi- antepuestos al nombre del anión.^[5]

Complejos

Nitroprussiat de sodio

Diaminplata (Y). En cielo la plata, en moratón los nitrógenos y en blanco los hidrógenos

Hexaaquaalumini. En rosa el aluminio, en rojo los oxígenos que forman moléculas de agua juntamente se los hidrógenos en blanco

Tetracarbonilniquel(II). En moratón el níquel y formando carbonils, CO, en negro los carbonos y en rojo los oxígenos

Un complejo es un compuesto químico que contiene un átomo o un ión central, generalmente de un metal de transición, acceptador de electrones, cercado de un grupo de iones o de moléculas (denominados genéricamente lligands), donadores de electrones, el cual grupo tiende a conservar su identidad incluso en solución, bien que es susceptible de disociación parcial.

La carga eléctrica del complejo es la suma algèbrica de las cargas del ión central y de los lligands, y hay complejos neutros, catiònics o aniònics.

La teoría de la coordinación de Alfred Werner (1893) dio la primera interpretación de la natura de estos compuestos y postuló para los elementos metálicos una valencia primaria (hoy designada como "estado de oxidación") y unas valencias secundarias (hoy, "índice de coordinación"), dirigidas hacia posiciones definidas en el espacio, las cuales valencias, según Sidgwick, son capaces de compartir parejas de electrones aportados por los lligands y formar, con estos, enlaces covalentes dativos o coordinados. Con la teoría de enlace de valencia de Linus Pauling (1940), primeramente, y con las del campo cristalino y del campo de los lligands (1951), después, se consiguió de explicar bien la natura de estas valencias secundarias en función de los orbitals vacíos disponibles del ión metálico central, y las propiedades estereoquímiques, magnéticas y ópticas de los complejos. El moderno tratamiento por orbitals moleculares permite de afinar los últimos detalles de la interpretación.

Según que el lligand se una al ión central por un sol de sus átomos o por unos cuántos, es calificado de monodentat, bidentat, etc, y, en general, de polidentat, que saturan más de una posición de coordinación del metal y forman estructuras cíclicas que se denomina de quelato. Según el número de iones centrales presentes, el complejo es mononuclear, dinuclear, etc, o polinuclear (son polinuclears, por ejemplo, los isopoliàcids y los heteropoliàcids y sus sales). En algunos casos, los lligands contienen sistemas de electrones π más o menos deslocalitzats, que se pueden unir con metales formando los complejos π (como los de tipos sandvitx, como el ferrocè). También hay complejos dedos de transferencia de carga, que son de enlace débil, corrientemente moleculares, caracterizados para pasar, por absorción de luz visible, a un estado excitado con una transferencia de carga, que da lugar a un aumento de la participación de la forma con covalencia dativa en el híbrido de resonancia.

Según que el equilibrio de la reacción de formación de un complejo a partir de sus constituyentes esté más o menos desplazado hacia el complejo, se dice que este es más o menos estable; según que las reacciones de sustitución de los lligands sean más o menos lentas, se dice que el complejo es inerte o làbil.

Los complejos tienen formas geométricas definidas según el número y el tipo de los orbitals del ión metálico que participan en el enlace. Las más a salto de mata son la cuadrada (hibridación dsp²) y la tetraédrica (hibridación sp³), para los metales de índice de coordinación 4, y la octaédrica (hibridación d²sp³) para los de índice 6. Estas estructuras permiten, en muchos casos, la existencia de isómeros geométricos y de isómeros ópticos.

Las propiedades químicas de los complejos no son las de constituyentes separados, sino otras de propias de la nueva unidad. Si los complejos son estables e inertes, tales propiedades desaparecen del todo; el proceso es el enmascaramiento, de utilidad en la industria y en el análisis químico para evitar los efectos nocivos de determinados metales. La formación de complejos modifica las propiedades acidobàsiques de los constituyentes, en general exaltando la fuerza ácida de los lligands; también modifica los potenciales normales de reducción, de forma que muchos estados de oxidación anormales de los metales son estabilizados. Esta propiedad confiere a algunos complejos una gran actividad catalítica, manifestada particularmente en reacciones de oxidación-reducción, algunas de ellas de interés biológico.

Muchos complejos intervienen como catalizadores en fase homogénea, o como intermedios en otros muchos tipos de reacciones (por ejemplo, los catalizadores de Ziegler y Natta para la polimerización del etileno son complejos de aluminio y titanio ). El interés bioquímico de los complejos es muy grande, puesto que muchos enzimas son activos sólo en presencia de trazas de iones metálicos, y una posición de coordinación al metal es el centro activo de aquellos.

Los reactivos orgánicos más importantes de la química analítica son lligands formadores de complejos, generalmente quelatos; los caracteriza su selectividad o especificidad y su sensibilidad, su solubilidad en solventes orgánicos que hace posible la extracción, o su coloración intensa que permite la determinación absorciomètrica de muchos metales.^[5]

Organometàl·lics

Ferrocè

Ferrocè. En lila el hierro, en negro los carbonos y en blanco los hidrógenos

Artículo principal: Compuesto organometàl·lic

Se denominan compuestos organometàl·lics las combinaciones en las que existe un enlace entre átomos metálicos y átomos de carbono, corresponnts a radicales o a moléculas orgánicas. Si bien este tipo de enlaces existen en los complejos (carbonils y cianus), la denominación de compuestos organometàl·lics se aplica, de manera especial, a las combinaciones en las que los carbonos unidos al átomo de metal forman parte de moléculas orgánicas (radical etilo, ciclopentadienil, anillos aromáticos,...).^[9]

El primer compuesto organometàl·lic conocido fue el dietilzinc (CH₃—CH₂—Zn—CH₂—CH₃), aislado el 1849 por el químico inglés Edward Frankland; de entonces acá, se ha sintetizado un gran número, que comprende casi todos los elementos metálicos.

existen de dos tipos:

• los organometàl·lics puros, que contienen exclusivamente radicales orgánicos unidos al metal, y
• los mixtos, que contienen a la vez radicales orgánicos e inorgánicos unidos al metal.

Desde el punto de vista del tipo de enlace, pueden ser clasificados en:

• iónicos, formados únicamente por los metales más electropositius, y
• covalentes, entre los cuales hay que distinguir los que presentan enlaces σ y los que presentan enlaces π.

La natura del enlace metal-carbono tiene una gran influencia sobre la estabilidad de estos compuestos. Así, los iónicos y los covalentes de tipos σ suelen ser térmicamente inestables y sensibles a la oxidación y a la hidrólisis, mientras que los covalentes de tipos π presentan una estabilidad térmica más grande y son en muchos casos inertes a los agentes antes mencionados. Los métodos de preparación son de una gran diversidad. Entre los más generales, para elementos de los grupos principales, hay que mencionar la reacción de derivados halogenats con metales, la reacción de los compuestos formados por el método anterior con un metal o halogenur metálico para intercambiar el metal y la adición de hidruros metálicos sobre dobles enlaces.

Por el que corresponde a sus reacciones químicas, la presencia de un metal unido a carbono puede inducir en este un comportamiento aniònic, como en los reactivos de Grignard, o catiònic, como en los complejos de tipos π de metales de transición con olefinas, y también favorecer la formación de radicales libres, como en el tetraetilplom. También experimentan otras reacciones importantes, como la adición oxidativa, la eliminación reductiva y transposiciones intramoleculars. Además del gran interés teórico que presentan, centrado principalmente en el estudio del enlace metal-carbono, propiedades catalíticas y estabilización de moléculas orgánicas de gran reactividad, los compuestos organometàl·lics encuentran un gran número de aplicaciones en síntesis orgánica y en la industria química. Desde el punto de vista fisiológico, son en muchos casos de una gran toxicidad.^[5]

Referencias

Ved también

• Lista de compuestos químicos
• Lista de compuestos inorgánicos
• Lista de compuestos orgánicos
• Grupo funcional
• Tabla periódica

Enlaces externos

• CASO [1]. Lo registro CASO contiene más de 50 millones de compuestos, su web lleva un contador que se actualiza diariamente.
• Chemfinder
• R&D Chemicals
• ChemIDplus
• PubChem
• Material Fecha Safety Sheets

Enlaces comerciales

• Sigma Aldrich
• Acros Organics
• Lancaster

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