jueves, 12 de noviembre de 2015

LA CIRCULACION

Todos los organismos desde los unicelulares hasta los pluricelulares, incluyendo las plantas, tienen un mecanismo para el transporte de los materiales necesarios hasta todas sus células para su metabolismo.  La difusión desempeña un papel importante en el transporte de materiales en organismos unicelulares, en los invertebrados pluricelulares y los vertebrados se requiere sistemas más complejos y activos para llevar los alimentos a las diferentes regiones del organismo y llevar los desechos hasta los puntos de eliminación.  Esta función la realiza el Sistema Circulatorio, que en las plantas transporta savia y en los animales sangre y linfa.

1. CIRCULACION EN UNICELULARES

En las células se presentan algunos tipos de movimientos como:
Ciclosis.- Es el movimiento del citoplasma alrededor de las vacuolas.
Rotación.- Es el movimiento de los cloroplastos en sentido paralelo a la pared celular, se observa en células vegetales estimuladas por la luz.
Movimientos fluviformes.- son corrientes de citoplasma en forma desordenada.  Se presentan en glóbulos blancos y amebas con el fin de formar los seudópodos facilitando su movimiento y captura de partículas (Alimento).
En organismos unicelulares como el paramecio o la ameba, el transporte se efectúa mediante el desplazamiento de la vacuola alimenticia por el citoplasma a la vez que distribuye los nutrientes.


2. CIRCULACION EN VEGETALES

En las plantas se realiza el transporte de materiales utilizando procesos físicos como difusión, ósmosis y  transporte activo.
Según la presencia de tejido conductor o vascular los vegetales se dividen en :

Vegetales no Vascularizados, es decir aquellas plantas que no tienen vasos conductores y el transporte de materiales lo realizan principal-mente por difusión pasando los nutrientes de célula a célula a través de la membrana selectiva.  Comprende: las Talofitas (algas, hongos, líquenes) y Briofitas (musgos y hepáticas).

Vegetales Vascularizados son aquellos que tienen tejido vascular o conductor y comprende las Pteridofitas (helechos), las Fanerógamas que comprende: Gimnospermas (pinos, ciprés) y las Angiospermas, Estas últimas pueden ser: Mono-cotiledóneas (Arroz) y Dicotiledóneas (Fríjol).

El tejido conductor en los vegetales vescularizados está formado por el Xilema y el Floema.
El XILEMA, formado por células alargadas, huecas, lignificadas que constituyen las traqueidas y los vasos del xilema. Tienen como función la de transportar la Savia Bruta, en forma ascendente, desde la raíz hasta las hojas, asegurando el proceso de la Fotosíntesis.

La Savia Bruta está formada principalmente por agua y sales minerales solubles del suelo tales como nitratos, cloruros, sulfatos, carbonatos, etc.
El FLOEMA, formado por los tubos cribosos y las células acompañantes. Su función es conducir la Savia Elaborada desde las hojas a todos demás órganos del vegetal.

La Savia Elaborada, además de agua, contiene en solución carbohidratos, aceites, aminoácidos, proteínas y otras sustancias producidas durante la fotosíntesis. Además, circulan también gases como el oxígeno y el gas carbónico.  El primero, O2 es tomado por los pelos radicales y estomas y el CO2 es tomado por los estomas.

3.  CIRCULACION EN ANIMALES

Los animales presentan, de acuerdo a su complejidad, diferentes formas de realizar el transporte de materiales en su organismo:
Los Poríferos (esponjas) y los Celenterados (hydra) son organismos acuáticos, no necesitan un sistema circulatorio especial, simplemente los nutrientes pasan por difusión de una célula a otra.

En los Platelmintos (planaria, tenia) y Nematelmintos (lombriz intestinal) existe una parte líquida contenida en las cavidades del cuerpo, denominada hemolinfa que contribuye al transporte de materiales con el movimiento del cuerpo del animal.

En los Moluscos (Caracol, babosa)  y Artrópodos (Insectos, Crustáceos: cangrejo, camarón) y Equinodermos (estrella de mar) el aparato circulatorio es abierto, sin vasos capilares y con espacios lagunares.  Constituido por corazón con dos cavidades: aurícula y ventrículo, del cual, se desprenden arterias y llegan venas.  La sangre es generalmente incolora, puede en algunos casos contener pigmentos respiratorios (azul, etc.). 

Los gusanos Anélidos como la lombriz de tierra tienen un aparato circulatorio formado por 5 pares de corazones conectados a  un gran vaso dorsal y otro ventral de los cuales salen ramificaciones hacia los tejidos hasta formar capilares.  La sangre es roja debido a la hemoglobina, sustancia que transporta el oxígeno hacia las células.  Su sistema es de circulación cerrada (Vasos unidos por vasos capilares).

 En los Cefalópodos (pulpo y calamares)  el sistema circulatorio consta de corazón, arterias, venas unidas por capilares, sangre generalmente roja con plasma y células sanguíneas.

En los Cordados Superiores (Mamíferos, reptiles, aves) el sistema circulatorio es cerrado, formado por corazón con cavidades (aurículas y ventrículos) arterias, venas, capilares y líquidos circulantes que son sangre y linfa.

4.  SISTEMAS CIRCULATORIOS

Sistemas Circulatorios Abiertos. Son aquellos en los que la sangre se mueve en vasos durante parte de su recorrido y luego llega a unos espacios abiertos llamados senos o lagunas donde realiza el intercambio de materiales. Este sistema se encuentra en Equinodermos, Artrópodos y en algunos Moluscos.

Sistemas Circulatorios Cerrados. Son aquellos en los que la sangre permanece siempre dentro de vasos.  El intercambio de nutrientes y de productos de desecho se realiza a través de una compleja red de vasos muy finos denominados capilares. Este tipo de sistema se encuentra en la lombriz de tierra, en los pulpos, calamares y en los vertebrados (mamíferos, aves, etc.).

Sistemas circulatorios sencillos. Se presenta en los peces.  En su ciclo de recorrido, la sangre pasa una sola vez por el corazón. Es impulsada por el corazón, llega a los tejidos y regresa a través de las venas nuevamente al corazón.

Sistema de circulación doble. Se presenta en anfibios, reptiles, aves y mamíferos.  En su ciclo la sangre pasa dos veces por el corazón.  La sangre sale del corazón hacia los pulmones, allí es oxigenada, regresa nuevamente al corazón y de aquí es bombeada a los órganos y tejidos, luego regresa al corazón a través de capilares y venas.

Sistemas circulatorios completo e incompleto. En los sistemas circulatorios completos, la sangre venosa, abundante en gas carbónico, no se mezcla con la sangre arterial o rica en oxígeno, debido a que las cavidades del corazón están totalmente divididas.  Es el caso de cocodrilos, peces, aves y mamíferos. En los Anfibios (rana) y demás reptiles (serpientes), el sistema circulatorio es incompleto porque la sangre venosa y la arterial se mezclan en el corazón debido a que el ventrículo no está totalmente dividido.

5. CIRCULACION EN CORDADOS

En los peces la circulación es simple y completa: El corazón formado por dos cavidades, una aurícula y un ventrículo, impulsa la sangre que va a las branquias y de allí es repartido a los tejidos por la aorta dorsal, luego es recogida por los capilares y conducida por las venas al corazón.

En anfibios y reptiles (excepto en los cocodrilos) la circulación es doble e incompleta; el corazón tiene 3 cavidades: dos aurículas y un ventrículo, dividido parcialmente en dos cámaras, en el cual se mezcla  la sangre arterial con la venosa.

En aves y mamíferos la circulación es doble y completa. Poseen corazón con 4 cavidades, sistema arterial,  sistema venoso y capilares similar al humano. (Ver más adelante)

Líquidos circulantes. Tanto en invertebrados como en vertebrados circulan dos clases de líquidos: linfa y sangre.

La linfa con una constitución similar al agua de mar, se mueve por los espacios intercelulares.  En los platelmintos circula la hemolinfa por un aparato linfático intermediario para el transporte de nutrientes y gases respiratorios.

La sangre: Formada por células que sobrenadan en un líquido llamado plasma.  Puede contener pigmentos, por ejemplo: hemeritrina (gusanos), incolora que al contacto con oxígeno se vuelve rojo; la clorucrina (gusanos) de color verde que se torna rojiza al contacto con oxígeno. La hemocianina (moluscos, crustáceos y arácnidos) pigmento incoloro que se vuelve azul al contacto con oxígeno y la hemoglobina, presente en los glóbulos rojos de anélidos y cordados, de color rojo púrpura y se vuelve rojo oscuro al contacto con oxígeno. La sangre contiene células sanguíneas suspendidas en el plasma: los glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas.


6.      CIRCULACIÓN EN EL HOMBRE

El aparato circulatorio humano, al igual que el de los vertebrados superiores, está conformado por las siguientes partes:
-          Corazón, que actúa como bomba impulsora de los líquidos circulantes.
-          Arterias, son vasos que salen del corazón para distribuir sangre oxigenada a los tejidos.
-          Venas, son vasos que recogen la sangre de los tejidos y la devuelven al corazón.
-          Capilares sanguíneos, son conductos finísimos que hacen el intercambio a nivel de células y tejidos.
-          Líquidos circulantes,  son la sangre y la linfa que se mueve por el sistema linfático.

6.1  LA SANGRE
Se considera la sangre como un tejido formado por células que están dispersas en una sustancia intercelular líquida.  Es de color rojo brillante en las arterias y rojo oscuro en las venas, su densidad es de 1.05 g/cc.  Constituye entre el 5 % al 10 % del peso del cuerpo, o sea que una persona que pesa 70 kg tiene alrededor de 5 litros de sangre.

Composición de la sangre.
 La sangre está formada por el plasma o sustancia intercelular líquida y las células sanguíneas: glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas. El plasma es la parte líquida de la sangre, tiene un color ámbar y contiene: Agua en un 90%, sustancias nutritivas tales como aminoácidos, glucosa, glicerina, vitaminas y sales minerales, Gases disueltos como oxígeno, gas carbónico, nitrógeno; sustancias de desecho como úrea, ácido úrico; hormonas, Anticuerpos, antitoxinas, proteínas sanguíneas como seroalbúmina, seroglobulina y fibrinógeno.

Las células sanguíneas

Glóbulos rojos, hematíes o eritrocitos, son células sin núcleo, tienen la forma de un disco bicóncavo, de 7 a 8 micras de diámetro.  Hay 5 millones por mm cúbico en el hombre y en la mujer 4,5 millones por milímetro cúbico.  Se originan en la médula roja de los huesos.  Contienen un pigmento respiratorio llamado hemoglobina.  Duran aproximadamente 120 días.
Los glóbulos rojos transportan el oxígeno y el anhídrido carbónico.  La hemoglobina se une con el oxígeno para formar la oxihemoglobina o sangre arterial, en los tejidos libera el oxígeno y se combina con el anhídrido carbónico formando la carbohemoglobina o sangre venosa, que se conduce a los pulmones para su oxigenación.

Glóbulos blancos o leucocitos, son células que se encuentran en la sangre, la linfa y los tejidos; carecen de hemoglobina, poseen núcleo y tienen movimientos ameboides, mediante seudópodos.  Su tamaño varía de 8 a l2 micras y su número es de 6 a 10.000 por mm cúbico.  Se forman en la médula roja de los huesos, en el tejido linfático, especialmente en los ganglios linfáticos, viven unos 12 días.

Se distingue varias clases de glóbulos blancos: neutrófilos, eosinófilos y basófilos que presentan granulaciones y los monocitos y linfocitos que no tienen granulaciones. Los glóbulos blancos pueden atravesar las paredes de los capilares y localizarse en un lugar inflamado o herido, propiedad llamada diapédesis.  Devoran sustancias extrañas,  a otras células o microbios mediante fagocitosis.  Los linfocitos y monocitos elaboran anticuerpos que atacan bacterias o partículas extrañas.

Trombocitos, plaquetas o megacariocitos, son corpúsculos incoloros, sin núcleo, de 1 a 3 micras de diámetro, en forma de disco; existen de 250.000 a 400.000 por milímetro cúbico de sangre; se originan en la médula roja de los huesos. Viven de 3 a 4 días. Intervienen en la coagulación de la sangre.  Cuando se destruyen liberan una sustancia llamada tromboplastina que inicia una serie de reacciones para formar la fibrina.

En general la sangre tiene las siguientes funciones:
-          Respiratoria, transporta oxígeno a los tejidos y gas carbónico de los tejidos a los pulmones.
-          Nutritiva, lleva sustancias nutritivas como glucosa, aminoácidos, grasas a las células.
-          Excretora, lleva los desechos (úrea, ácido úrico, ácido láctico)  hacia los órganos excretores.
-          Protectora, elimina los microbios y produce anticuerpos.
-          Reguladora, transporta hormonas regulando la función de muchos órganos; mantiene la temperatura y la cantidad de agua en las células y tejidos.

6.2   EL CORAZÓN

Es un órgano musculoso, hueco, localizado entre los pulmones en la región denominada mediastino. Tiene forma cónica, color rojizo, sus dimensiones de 10 cm de alto, 10 cm de ancho y 7 cm de espesor y en el adulto tiene un peso promedio de 300 gramos.

Se diferencian  3 capas o túnicas: pericardio, miocardio y endocardio.  El pericardio es la membrana  de tejido conectivo que recubre al corazón y el nacimiento de los grandes vasos sanguíneos.
El miocardio formado por fibras musculares estriadas automáticas, involuntarias e incansables. El endocardio, formado por tejido epitelial, tapiza el interior de las cavidades del corazón.

Al corazón se le divide en corazón derecho, por donde circula la sangre venosa (cargada de CO2) y corazón izquierdo por donde circula la sangre arterial (cargada de oxígeno).  Al igual que el de otros mamíferos el corazón humano tiene 4 cavidades: las superiores llamadas aurículas y las inferiores llamadas ventrículos.  La aurícula derecha se comunica con el ventrículo respectivo mediante la válvula tricúspide y entre la aurícula izquierda y el ventrículo izquierdo se encuentra la válvula bicúspide o mitral.  Además cada ventrículo presenta válvulas semilunares situadas en la base de la arteria pulmonar y la aorta.

A la aurícula derecha llegan la vena cava superior, la cava inferior y la vena coronaria. A la aurícula izquierda llegan las 4 venas pulmonares, dos derechas  y dos izquierdas, llevan sangre arterial.  Del ventrículo derecho sale la arteria pulmonar llevando sangre venosa a los pulmones. Del ventrículo izquierdo sale la arteria aorta, que lleva la sangre arterial a todas las partes del cuerpo.


6.3 TRANSFUSIONES DE SANGRE Y GRUPOS SANGUINEOS.

Cuando una persona pierde sangre debido a una hemorragia intensa, después de una operación o por otras causas, es necesario reemplazar la sangre perdida mediante transfusiones de sangre.  Cuando se trata de sangre total, la persona que recibe es el receptor y la que da es el donante.

Entre los riesgos de las transfusiones tenemos:

a.- Posible transmisión de enfermedades infecciosas como paludismo, sífilis, Sida u otras propias de  la sangre.
b.- Que las proteínas de la sangre del donante sean extrañas de tal modo que causen reacciones alérgicas al receptor.
c.- Que exista incompatibilidad, cuando los glóbulos rojos  del donante sean aglutinados por el plasma del receptor, lo que produce efectos fatales.

Las investigaciones sobre estos hechos ( Karl Landsteiner, 1903), se explicaron por la exis-tencia de los grupos sanguíneos: A, B, AB y O.
(Ver la tabla sobre los grupos sanguíneos)

La aglutinación se produce porque los glóbulos rojos elaboran una sustancia llamada aglutinógeno  que reacciona con la aglutininna que se encuentra en el plasma; por ejemplo el tipo A tiene el aglutinógeno A pero no la aglutinina A, porque se produciría la aglutinación. El aglutinógeno y la aglutinina del mismo tipo no pueden estar presentes en el mismo individuo. El tipo O que no contiene aglutinógeno en los glóbulos, teóricamente, puede ser donante para los otros grupos por eso se le llama donante universal en cambio, el grupo AB, que carece de aglutininas en el plasma, puede recibir de cualquiera otro grupo razón por la cual se  le llama receptor universal.


El factor Rh.
Es un tipo de proteína que también produce aglutinación.  Se encontró por primera vez en la sangre del mono Macacus Rhesus. Cuando está presente en la sangre del hombre se dice que tiene Rh positivo, (Rh+) si no se encuentra tiene Rh negativo (Rh-). El 85 % de la población blanca es Rh positivo.

El factor Rh, que también es hereditario, difiere de los tipos sanguíneos porque no existe un anti Rh en el plasma de la persona Rh negativo, mientras no haya sido expuesto a la proteína Rh.  Cuando  una futura madre Rh negativo tiene un feto Rh positivo heredado del padre, después del primer embarazo se produce eritoblastosis fetal porque la sangre del feto crea en la madre el anti Rh, que puede causar daños cerebrales por destrucción de los glóbulos rojos produciendo una anemía aguda al feto e incluso, provocar el aborto, en cambio no afecta a la madre.

6.4  COAGULACION DE LA SANGRE
Cuando la sangre circula dentro de los vasos sanguíneos tiene consistencia fluída, cuando un vaso se rompe y la deja escapar toma consistencia gelatinosa y se coagula.  Este fenómeno es una defensa del organismo para evitar la pérdida de sangre cuando una persona tiene una herida.
Se sabe que intervienen cuatro factores para que se produzca la coagulación:
1.- Tromboplastina sustancia que se forma al dañarse un tejido y al destruirse las plaquetas.
2.- Protrombina sustancia presente en el plasma sanguíneo.  Se origina en el hígado por acción de la vitamina K.
3.- Calcio, presente en el plasma en forma de ión (Ca++).
4.- Fibrinógeno que se encuentra en el plasma y se forma en el hígado.

El proceso puede resumirse en las siguientes fases:
Primera fase:  Al destruirse las pla-quetas dejan en libertad la tromboplastina.
Segunda fase: la tromboplastina, en presencia de los iones calcio, actúa sobre la protrombina                        produciendo trombina.
Tercera fase: La trombina reacciona con el fibrinógeno para formar fibrina.  La fibrina forma una red que atrapa las células sanguíneas y forma el coágulo.

6.5 FISIOLOGIA DEL APARATO CIRCULATORIO

El sistema circulatorio  tiene por función transportar la sangre y linfa a todos los tejidos del cuerpo humano.  La circulación de la sangre se realiza debido a la presión  que realiza la sangre sobre los vasos sanguíneos y esto depende del trabajo del corazón, la resistencia periférica, la elasticidad de las paredes de las arterias, el volumen y viscosidad de la sangre.

El organismo  humano, como el de todos los mamíferos, presenta una circulación doble completa y a vasos cerrados.  Doble porque tiene circulación pulmonar y aórtica; completa porque la sangre venosa no se mezcla con la arterial y a vasos cerrados porque las arterias y venas se unen mediante los capilares.

La circulación pulmonar se origina en el ventrículo derecho, continúa la arteria pulmonar que se divide en derecha e izquierda, penetrando respectivamente en cada pulmón donde se divide en capilares y luego, mediante cuatro venas pulmonares, dos derechas y dos izquierdas, termina en la aurícula izquierda.
Este ciclo lleva la sangre venosa a los pulmones donde se elimina el gas carbónico (CO2) en los alvéolos pulmonares y toma el oxígeno para convertirse en sangre arterial.  Este fenómeno se llama hematosis.  La hemoglobina de los glóbulos rojos de la sangre venosa, en forma de carbohemoglobina, cede el gas carbónico, a nivel de los alvéolos pulmonares y se combina con el oxígeno para formar la oxihemoglobina.

La circulación aórtica o mayor se origina en el ventrículo izquierdo y continúa mediante la aorta ascendente, el cayado y la aorta descendente  de los cuales se desprenden arterias que  llevan sangre arterial a las extremidades superiores, la cabeza,  vísceras y las extremidades inferiores.  La sangre es recogida mediante las venas cavas, superior e inferior,  para terminar en la aurícula derecha.  En este recorrido la sangre cede el oxígeno y toma el gas carbónico.

Fisiología del corazón.
El corazón se contrae, en un movimiento llamado sístole, y se dilata en la diástole; la acción conjunta de las válvulas permite la circulación de la sangre en un solo sentido.

Revolución cardíaca.  Es el tiempo que dura una contracción y dilatación del corazón.  Este tiempo se realiza en tres fases: 
1-  Sístole auricular,        0,1 segundos
2-  Sístole ventricular      0,3 segundos
3-  Diástole general         0,4 segundos

Una revolución cardiaca dura normalmente 0,8 segundos.  En un minuto se efectúan 72 revoluciones. Si se tiene en cuenta que en cada sístole el corazón envía 70 cc. de sangre a las arterias, en un minuto debe haber circulado 5 litros de sangre que corresponde al volumen sanguíneo en una persona adulta normal.

Automatismo cardiaco.  Aunque los movi-mientos del corazón están regulados por el sistema nervioso y el miocardio, éste además presenta células especiales  que forman dos nódulos encargados de regular dicho movimiento; uno se encuentra situado en la aurícula derecha, llamado nódulo sinusal y otro que se encuentra  en la base del tabique que divide las aurículas, llamado nódulo aurículo- ventricular.
Fisiología de  las arterias. 
a.       Conducen la sangre del corazón hacia las células de los tejidos y a excepción de las arterias pulmonares, llevan sangre rica en oxígeno.
b.      Debido a la elasticidad de su túnica, media transmiten la dilatación desde el ventrículo hasta los capilares, dando la sensación de ondas, que reciben el nombre de pulso arterial.  Este puede apreciarse en la arteria radial, carótida, temporal o femoral y su frecuencia  normal es de 70 por minuto.
c.       La presión que realiza la sangre sobre los vasos se denomina presión sanguínea y puede ser arterial, venosa o capilar, según el sitio que se considere.  Por medio de los tensiómetros se mide la presión arterial. Normalmente estos valores oscilan alrededor de 120/80 mm de Hg.

Fisiología de las venas
Son los vasos encargados de retornar la sangre desde las células y tejidos hasta las aurículas del corazón. Tienen 3 túnicas como las arterias, pero la media no es elástica.  Su diámetro va aumen-tando hasta llegar al corazón.  Muchas de ellas presentan válvulas que impiden el retroceso de la sangre.  El retorno de la sangre al corazón  se debe a la contracción de los músculos estriados que rodean las venas y a los movimientos respiratorios.

Los capilares sanguíneos.
Son vasos cuyo diámetro es menor a un  milímetro, constituye la terminación de las arteriolas y se unen a las venas mediante una complicada red de vasos finísimos.  Están formados solo por una túnica interna.  En ellos se realiza el intercambio de sustancias nutritivas entre la sangre y los tejidos; permiten el paso a la sangre de sustancias de y facilitan el paso de los leucocitos hacia los tejidos o la sangre.

Algunas alteraciones del aparato circulatorio.

Entre las enfermedades más conocidas tenemos: taquicardia, bradicardia, hipertensión, hipotensión, los soplos cardíacos, infartos, derrame cerebral, la trombosis coronaria, la trombosis, várices, aneurismas, arterioesclerosis, anemia, hemofilia,  leucemia.

Difusión simple





Esquema de los efectos de la difusión de moléculas a través de una membrana celular.
 Se denomina difusión simple al proceso por el cual se produce un flujo neto de moléculas a través de una membrana permeable o un medio líquido o gaseoso sin que exista un aporte externo de energía. Este proceso, que en última instancia se encuentra determinado por una diferencia de concentración entre los dos medios separados por la membrana; no requiere de un aporte de energía debido a que las sustancias se mueven del medio de mayor concentración al de menor concentración.

Ósmosis



La ósmosis del agua es un fenómeno biológico importante para el metabolismo celular de los seres vivos.
Las moléculas de agua atraviesan la membrana semipermeable desde la disolución de menor concentración, disolución hipotónica, a la de mayor concentración, disolución hipertónica. Cuando el trasvase de agua iguala las dos concentraciones, las disoluciones reciben el nombre de isotónicas.

Transporte activo

El transporte activo es un mecanismo celular por medio del cual algunas moléculas atraviesan la membrana plasmática contra un gradiente de concentración, es decir, desde una zona de baja concentración a otra de alta concentración con el consecuente gasto de energía. Los ejemplos típicos son la bomba de sodio-potasio, la bomba de calcio o simplemente el transporte de glucosa.

Mecanismo que permite a la célula transportar sustancias disueltas a través de su membrana desde regiones menos concentradas a otras más concentradas. Es un proceso que requiere energía. Normalmente, las sustancias disueltas en forma de partículas con carga eléctrica llamadas iones tienden a difundirse o pasar pasivamente desde regiones de concentración alta a otras de concentración baja, de acuerdo con el gradiente de concentración. Ese proceso natural de difusión tiende a que las sustancias se distribuyan de manera uniforme. Sin embargo, el transporte activo invierte esa tendencia, pues el proceso vital de una célula requiere que algunas sustancias, como nutrientes ricos en energía, minerales o desechos, pasen a través de la membrana en contra del gradiente de concentración. Ese transporte es activo porque requiere energía, ya que funciona en contra de la fuerza de la difusión. El transporte activo permite a la célula regular y controlar el movimiento de sustancias, transportándolas al interior o al exterior.
Los átomos cargados eléctricamente (iones) actúan entre sí donde el positivo (catión) ej. K+ atrae al negativo, ej. Cl- permitiendo la entrada de iones o de sales necesarias para los seres vivos.




domingo, 31 de mayo de 2015

TRABAJEMOS CON LA QUIMICA


QUIMICA ORGANICA

CONCEPTO: La Química Orgánica se ocupa del estudio de las propiedades y transformaciones de los compuestos que contienen el elemento carbono. El elevado número y complejidad de estos compuestos se debe a las características de enlazamiento del carbono, que puede formar enlaces hasta con cuatro átomos más. Además, este elemento se puede unir a otros átomos de carbono para dar lugar a largas cadenas constituidas por cientos e incluso miles de átomos.

El carbono puede formar enlaces estables con muchos átomos distintos de la tabla periódica y además, puede formar diferentes tipos de enlaces: simples, dobles o triples. La diversidad de la química que tiene como base el carbono no es sorprendente si se piensa en las diferencias que presentan las formas del carbono elemental: carbono amorfo (Antracita, hulla, lignito, turba), carbono artificial (carbón coque, carbón de retorta, negro de humo u hollin, negro animal, carbón de azúcar y carbón vegetal), el diamante y el grafito. El diamante es duro e incoloro mientras que el grafito es suave y negro. Estas diferencias en las propiedades de las distintas formas del carbono son consecuencia de las diferencias estructurales que presentan dichas formas.

La Química Orgánica, junto con la Bioquímica, es la ciencia básica que permite explicar los procesos químicos que tienen lugar en los organismos vivos. De hecho, el nombre Química Orgánica proviene de la antigua creencia de que ciertas sustancias sólo podían ser producidas por organismos vivos.

Evolución histórica de la Química Orgánica.
Los pueblos prehistóricos hicieron uso de las propiedades de algunos compuestos orgánicos y realizaron algunas reacciones químico-orgánicas. Los antiguos egipcios, los romanos y los fenicios emplearon varios colorantes que eran verdaderos compuesto químicos puros: el índigo, la alizarina y la legendaria púrpura de Tiro. Los dos primeros colorantes se aislaron de las plantas y el último se obtuvo en pequeñas cantidades a partir de una especie rara de molusco.

Desde muy antiguo se sabía que la grasa animal se podía convertir en jabón por tratamiento con lejía. Hasta época tan reciente como 1948, los químicos orgánicos no pudieron sintetizar productos que fueran capaces de competir con el jabón (detergentes). La fermentación del almidón y de los azúcares para obtener alcohol se conoce desde tiempos prehistóricos y el método que se aplica en la actualidad no difiere mucho del que se ideó hace cientos de años.

La Química Orgánica, tal y como hoy la conocemos, arranca a finales del siglo XVIII cuando se inició el aislamiento de sustancias orgánicas de extractos de origen natural. En este orden de cosas son dignos de mención los estudios: PERIODO ANALITICO: En 1675, Lemery dividía los compuestos en tres grupos según su origen: minerales, vegetales y animales. El alemán Carl Scheele llevó a cabo entre los años 1769 a 1786 sobre aislamiento de diversos compuestos orgánicos de fuentes naturales.

En 1784, Lavoisier ideó un método, basado en la combustión de la materia orgánica, que permitía determinar los porcentajes de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno que constituían los compuestos orgánicos. En 1807, el químico sueco Berzelius denominó, con el nombre de compuestos orgánicos, a aquellos compuestos derivados de los seres vivos o de la materia viva.
Durante todo el siglo XIX, Berzelius y otros químicos creyeron que tales compuestos poseían una fuerza vital y que, por tanto, sería imposible sintetizar un compuesto orgánico a partir de materiales inorgánicos. La teoría de la fuerza vital fue declinando a medida que la aportación creciente de datos analíticos evidenciaba que las leyes químicas que gobernaban el compor-tamiento de la materia inorgánica eran también válidas para los compuestos orgánicos.

PERIODO SINTETICO: La teoría de la fuerza vital sufrió un gran revés en 1828, año en el que Wöhler consiguió sintetizar la urea por descomposición térmica del isocianato amónico (sustancia inorgánica). Según la clasificación de Berzelius la urea era un compuesto orgánico, poseedor de fuerza vital y, por tanto, imposible de ser sintetizado a partir de compuestos clasificados como inorgánicos. La síntesis de la urea obligó a un replanteamiento de la definición de compuesto orgánico, pasándose a denominar como tal todo compuesto que contuviese carbono en su estructura.

Durante el primer tercio de siglo XIX investigadores como Gay-Lussac, Liebig y Berzelius descubrieron y perfeccionaron nuevos métodos analíticos que permitieron determinar la clase de elementos, así como su proporción, que constituían los compuestos orgánicos. Hacia mitad del siglo XIX, el desarrollo incipiente de la síntesis orgánica permitió la preparación de compuestos orgánicos a partir de materiales de partida relativamente simples.
Las mentes más brillantes del siglo XIX analizaban lo relacionado con la estructura de los compuestos orgánicos. Se sabía, por ejemplo, que el alcohol etílico y el dimetiléter tenían la misma fórmula molécular, C2H6O, pero mientras que el primero es un líquido con punto de ebullición 78°C, el segundo es un gas. Pensaron que las diferentes propiedades químicas que presentaban compuestos con la misma fórmula molecular se tenían que deber a la forma en la que se ordenaban los átomos en la estructura molecular.

PERIODO ESTRUCTURAL: En 1858 se inició éste periodo que trataba de explicar la organización y disposición de los átomos en la molécula.
En efecto, Couper, en Escocia, introdujo la idea de enlace de valencia y dibujó las primeras fórmulas estructurales. Kekulé en Alemania, propuso una teoría estructural que permitía asignar la estructura de los compuestos orgánicos más simples. Esta teoría se basaba en la tetravalencia del átomo de carbono y en el concepto de enlace químico, y fue la base de partida para la asignación de las estructuras de moléculas orgánicas sencillas, tales como el metano, el etano o el propano. La teoría estructural de Kekulé permitó explicar el fenómeno de la isomería, es decir la presencia de diferentes propiedades físicas y/o químicas en compuestos con la misma fórmula molecular.
En 1916, la introducción del concepto de enlace covalente y ley del octeto por el químico estadounidense Lewis proporcionando la base que permitió relacionar las estructuras de las moléculas orgánicas y sus propiedades químicas.

Siguieron apareciendo más científicos que complementaron las teorías como Böhr con su teoría cuántica, Lebel y Hoff con la teoría de las cuatro valencias del carbono que forman un tetraedro regular, Woodward que en 1960 sintetizó la clorofila y ha seguido desarrollándose esta ciencia a grandes pasos.

EL ATOMO DE CARBONO

El carbono forma enlaces covalentes debido al valor intermedio de electronegatividad: 2,5. Tiene un número atómico de 6, pertenece al grupo IV-A por lo que tiene cuatro electrones de valencia y al periodo 2 por tener dos niveles de energía.

Su notación electrónica es:

Con subniveles:   1s2  2s2  2p2    

Con orbitales:  1s2  2s2   2px1    2py1

Con Niveles:   K2    L4
                          
Teniendo en cuenta que cada orbital debe tener 2 electrones y a los orbitales finales les falta 1 electrón por tanto, admite dos electrones afirmándose que el Carbono tiene Valencia 2 pero la realidad ha demostrado que el carbono actúa en la mayoría de compuestos con Valencia cuatro (4) lo cual se demuestra con un proceso llamado Hibridación consistente en la combinación de dos o más orbitales para formar orbitales híbridos y así elevar la valencia del átomo. El átomo de Carbono presenta tres clases de hibridaciones:

1.- Hibridación tetraedral, tetragonal o sp3.  En este caso, el orbital 2s y los 3 orbitales 2p se mezclan entre si para formar cuatro orbitales iguales los que forman un tetraedro regular con ángulos de 109°28’ entre cada par de orbitales. Esta hibridación la realiza el carbono cuando forma enlaces covalentes simples. Miremos como queda:  1s2  2sp31   2sp31   2sp31    2sp31
2.- Hibridación Trigonal o sp2.  En este caso, el orbital 2s y los orbitales 2px y 2py  se mezclan entre sí para formar tres orbitales híbridos iguales y el orbital 2pz queda sin sufrir hibridación. Los tres orbitales híbridos se ubican en el espacio en un mismo plano formando un triángulo equilátero formando ángulos de 120°. Esta hibridación la realiza el carbono cuando forma enlace covalente doble. Miremos como queda:
1s2  2sp21   2sp21   2sp21    2pz1

3.- Hibridación Digonal o sp.  En este caso, el orbital 2s se mezcla con el orbital 2px  formando dos orbitales híbridos iguales y los orbitales 2py 2pz siguen iguales. Se ubican formando un ángulo de 180°. Esta hibridación la realiza el carbono cuando forma enlace covalente triple. Miremos como queda:  1s2  2sp1   2sp1   2py1    2pz1

LOS COMPUESTOS ORGANICOS

En los compuestos orgánicos encontramos la presencia de pocos elementos entre ellos tenemos (Mírese entre paréntesis la valencia que utilizan):

Carbono, C (4), Oxigeno, O (2), Hidrógeno, H (1), Nitrógeno, N (3), Azufre, S (2), Fósforo, P (5) y los Halógenos (F, Cl, Br, I) (1).

CLASIFICACION:

A)    SERIE ALIFATICA: Comprende los compuestos de cadena abierta o acíclicos (Alcanos, alquenos, alquinos, etc.) y ciertos compuestos de cadena cerrada con propiedades semejantes a los acíclicos y se los denomina Alicíclicos (Cicloalcanos, cicloalquenos, etc.).

B)    SERIE AROMATICA: Su nombre se deriva del olor “aromático” de los primeros compuestos estudiados como: bálsamos, resinas, aceites, etc. Pueden poseer uno o más anillos formados por carbono únicamente  llamados Homocíclicos (Generalmente derivados dell Benceno, C6H6) y los formados por carbono y otro elemento y se llaman heterocíclicos.

ESQUELETOS: Se denomina así a la represen-tación gráfica del modo como se unen los átomos de carbono indicando sus cuatro valencias respectivas. Serán lineales, ramificados o arborescentes y anulares o cíclicas. Ejemplos:



NECESIDAD DE LAS FORMULAS ESTRUCTURALES. En Química Orgánica es muy común que dos o más compuestos diferentes tengan la misma fórmula molecular, este fenómeno se denomina ISOMERIA. Así por ejemplo, el alcohol etílico y el éter metílico tienen como fórmula molecular C2H6O, pero se diferencias en sus estructuras.



FUNCIONES QUIMICAS: Ya sabemos que una función química es un conjunto de propiedades que identifican a un grupo de sustancias. Encontramos en Química orgánica las que se indican en la siguiente tabla.



Serie homologa: Se refiere a un grupo de sustancias orgánicas que difieren entre sí por un grupo metileno, CH2.  Ejemplo:



RADICALES: Se conocen con esta denominación grupos que tienen una valencia disponible. Se representan con R para los alifáticos y Ar para los aromáticos. Ejemplos:

-CH3   Radical Metilo (Proviene del metano, CH4)
-C2H5     Radical Etilo (proviene del etano, C2H6)
-C3H7  Radical propilo (Proviene del propano,
                C3H8)
PARA RECORDAR: Tenga en cuenta que en Química orgánica se utilizan los prefijos numéricos por lo cual repáselos hasta el 20, además, tenga en cuenta los siguientes prefijos:

No.
Prefijo
No
Prefijo
19
Nonadeca
20
Eicosa o icosa
21
Heneicosa, unic.
22
Docosa
23
Tricosa
24
Tetracosa
30
Triaconta
31
Hentriaconta
40
Tetraconta
42
Dotetraconta
50
Pentaconta
53
Tripentaconta
60
Hexaconta
64
Tetrahexaconta
70
Heptaconta
75
Pentaheptaconta
80
Octaconta
86
Hexaoctaconta
90
Nonaconta
97
Heptanonaconta

RADICALES ORGANICOS: En algunos compuestos, los grupos funcionales pueden convertirse en radicales para lo cual tenga en cuenta las siguientes denominaciones:

Radical
Prefijo
Radical
Prefijo
-CH3
Metil
-O-
oxi
-CH2- CH3
Etil
-NH2
amino
-OH
Hidroxi
-NO
nitroso
-COOH
Carboxi
-NO2
nitro
-COOR
Alcoxicarbonil
-N=N-
azo
-CONH2
carboxamido
-CN
ciano
-CHO
Oxa ó aldo
-SH
mercapto
-CO-
Oxo ó ceto



HIDROCARBUROS SATURADOS, PARAFINAS O ALCANOS

Son compuestos que tienen C e H unidos entre sí por medio de enlaces covalentes simples. Tienen como fórmula molecular general:   CnH2n+2.

Nomenclatura: Para nombrarlos se usan los prefijos numéricos según el número de carbonos y se lo hace terminar en –ano. Ejemplos:

CH4                             metano           F.M.   
CH3-CH3                    etano              C2H6
CH3-CH2-CH3             Propano         C3H8
CH3-CH2-CH2-CH3  Butano             C4H10

EJERCICIO 1: Escribir la fórmula molecular,  estructural y nombre de los compuestos que tienen: 5, 6, 7, 8, 12, 15, 17, 25, 37, 40 carbonos.

NOTA: Tenga en cuenta que, cuando la fórmula pasa de 10 carbonos, se puede simplificar la fórmula estructural escribiendo entre paréntesis el (CH2)n donde el n es el número de veces que se repite: Ejemplo

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2- CH2-CH2-CH3 

Decano, se escribe también   à CH3-(CH2)8-CH3 

ALCANOS RAMIFICADOS: Cuando un alcano presenta adherido a él radicales. Para nombrarlos se tienen en cuenta las siguientes reglas:

1.- Se determina la cadena que contenga el mayor número de carbonos como nombre básico.
2.- Se numera la cadena principal siendo C-1 el más próximo a un radical.
3.- La posición de los radicales se indica teniendo en cuenta a que carbono de la cadena principal está unido.
4.- Cuando hay dos o más radicales iguales, se indica el número de veces que se encuentra, usando los prefijos: di, tri, tetra, etc. Para 1, 2, 3 o 4 respectivamente.
5.- Los números que expresan la posición de los radicales, se escriben antes de los nombres de dichos radicales, separados con un guión.
6.- El nombre de los radicales sustituyentes se escriben en orden de complejidad antes del correspondiente al hidrocarburo base.

Ejemplo:




ISOMEROS: Como se miró anteriormente, los isómeros son compuestos que tienen la misma fórmula molecular y distinta fórmula estructural. Los alcanos tienen un buen número de isómeros dependiendo de la formación de compuestos ramificados, así encontramos que:

El butano tiene           2 isómeros
El pentano tiene         3 isómeros
El hexano tiene           5 isómeros
El heptano tiene         9 isómeros
El eicosano tiene        366.319 isómeros, etc.

EJERCICIO 2.

1.- Escribir las fórmulas estructurales de los isómeros del hexano, C6H14 y darles el nombre correspondiente.
2. Dar el nombre a los siguientes compuestos:


 

  3.- Escribir las fórmulas de los compuestos:
a)      2,2,4-trimetil pentano
b)      2,4,4,5,5 – pentametil heptano
c)      2 – metil –4-etil- 5(2-metil butil) decano
d)     2-metil5-etil-4-isobutil heptano
e)      2,4,7-trimetil-8-etil-4-propil-5-isopropil decano

PROPIEDADES FISICAS: Los cuatro primeros alcanos son gaseosos; del pentano al heptadecano son líquidos y del octadecano en adelante son sólidos. Son poco solubles en el agua, se disuelven en etanol y éter.

PROPIEDADES QUIMICAS: Son poco reactivos químicamente porque sus moléculas están formados por enlaces sigma que son difíciles de romper. Presentan las reacciones:

1.- Combustión: Arden en exceso de aire con oxígeno puro produciendo dióxido de carbono y agua según la reacción:

2.- Halogenación: Cuando un alcano con un halógeno (Cl, Br, I) se exponen a la luz solar y a altas temperaturas reaccionan presentándose el reemplazo de uno o más hidrógenos por átomos de halógenos según la reacción:


3.- Reacción con el ácido nítrico a 400°C: Forman nitroderivados según la reacción:


HIDROCARBUROS NO SATURADOS, OLEFINAS O ALQUENOS

Son compuestos que tienen C e H y presentan 1 o más enlaces covalentes dobles. Tienen como fórmula molecular general:   CnH2n.

Nomenclatura: Para nombrarlos se usan los prefijos numéricos según el número de carbonos y se lo hace terminar en –eno.  Como tienen por lo menos un doble enlace, debe indicarse su ubicación a partir del segundo carbono. Cuando el alqueno es ramificado, se escoge la cadena más larga que contenga el doble enlace, se nombran los radicales y por último se nombra la cadena principal semejante a lo anterior. Ejemplos:
F.M.  
CH2=CH2                   eteno              C2H4
CH2=CH-CH3             Propeno         C3H6
CH2=CH-CH2-CH3     Buteno           C4H8
CH3-CH=CH-CH3      2-Buteno        C4H8

EJERCICIO 3:
1.- Escribir la fórmula molecular,  estructural y nombre de los alquenos que tienen: 5, 6, 7, 8, 12, 15 carbonos.

2.- Dar el nombre a los siguientes compuestos:







 3.- Escribir las fórmulas de los siguientes compuestos:
a)  2-metil penteno
b)  4 metil-2-penteno
c)  2,3-dimetil-2-buteno
d)  3-cloro-6-nitro-2,7-dimetil-4-etil-3-octeno
e)  2,7,8-trimetil-4-etil-6(1-etilpropil)-3-dequeno

PROPIEDADES FISICAS: Los alquenos son incoloros cuando se encuentran en estado puro. Los tres primeros son gases (2,3 o 4 carbonos), del 5 al 15 son líquidos y del 16 en adelante son sólidos. Son insolubles en el agua pero muy solubles en benceno, éter y cloroformo.

PROPIEDADES QUIMICAS: Se caracterizan por una gran reactividad química, debido a la presencia de un enlace pi que fácilmente se rompe. Presentan las reacciones:

1.- Adición de Hidrógeno: En presencia de Ni ó Pt el alqueno se une al Hidrógeno produciendo alcano:


2.- Halogenación: El bromo y el cloro se unen fácilmente a los alquenos formando dihaluros de alquilo.



3.- Adición de Haloácidos: A un alqueno se adiciona un haloácido para dar el haluro de alquilo correspondiente.

4.- Oxidación: El permanganato de potasio, KMnO4 diluido y en frío oxida a los alquenos formando dioles. Esta reacción se utiliza para reconocer alquenos y se llama Test de Bayer. El permanganato cambia de color violeta a turbio.



HIDROCARBUROS INSATURADOS, ACETILENOS O ALQUINOS

Son compuestos que tienen C e H y presentan 1 o más enlaces covalentes triples. Tienen como fórmula molecular general:   CnH2n-2. El enlace triple es realizado mediante dos enlaces pi y un sigma por lo cual se pueden romper permitiendo adición de átomos.

ACLARACION: Enlace sigma,  es realizado entre orbitales híbridos por lo cual son fuertes, difíciles de romper por estar los electrones muy cerca al núcleo. Enlace pi, es realizado entre orbitales normales y fácilmente se pueden romper.

Nomenclatura: Para nombrarlos se usan los prefijos numéricos según el número de carbonos y se lo hace terminar en –ino.  Como tienen por lo menos un triple enlace, debe indicarse su ubicación a partir del segundo carbono. Cuando el alquino es ramificado, se escoge la cadena más larga que contenga el triple enlace, se nombran los radicales y por último se nombra la cadena principal. En algunos casos, se toma como base el etino o acetileno, se nombran los radicales y luego se escribe etileno. Ejemplos:


EJERCICIO 4:
1.- Escribir la fórmula molecular,  estructural y nombre de los alquinos que tienen: 5, 6, 7, 8, 12, 15 carbonos.

2.- Escribir las formulas estructurales para:


3.- Dar el nombre a los siguientes alquinos.

 PROPIEDADES FISICAS: Tienen propiedades semejantes a los anteriores. El etino o acetileno, el propino y el 1-butino son gases, el 2-butino y del 5 al 14 son líquidos y del 15 en adelante son sólidos. Son insolubles en el agua pero muy solubles en benceno, éter y tetracloruro de carbono.

PROPIEDADES QUIMICAS: Se caracterizan por una gran reactividad química, debido a la presencia de dos enlaces pi que fácilmente se rompen. Presentan las reacciones:

1.- Adición de Haloácidos: Los alquinos reaccionan con HX en forma similar a los alquenos, conforme a la regla de Marconicoff, es decir, el H se une al carbono que tenga mayor número de hidrógenos y el halógeno al carbono que tenga menos número de hidrógenos.



2.- Halogenación: El bromo y el cloro se adicionan fácilmente a los alquinos formando alquenos dihalogenados, si la halogenación es fuerte llegan a formar tetrahaluros de alquilo

.
 3.- Adición de agua. La reacción produce un compuesto de adición inestable, enol, que se reordena para formar aldehído o cetona. Este fenómeno se conoce como Tautomería.


HIDROCARBUROS AROMÁTICOS

Constituyen un grupo de compuestos formados por carbono e hidrógeno y que se consideran derivados del Benceno.

EL BENCENO, tiene como fórmula molecular C6H6, su estructura muestra que es una molécula insaturada pero estable de forma cíclica. La estructura de esta sustancia ha sido extensamente estudiada llegando a la conclusión de que tiene la forma de un hexágono regular, con los átomos de carbono en los vértices y un átomo de hidrógeno unido a cada uno de ellos. A continuación conoceremos las más importantes:



La más aceptada y que se utiliza actualmente es la propuesta por Kekulé haciendo aclaración que los átomos de carbono vibran presentando RESONANCIA por lo cual, los dobles enlaces se mueven aceptándose cualquiera de las fórmulas A o B propuestas en 1872.

NOMENCLATURA: Teniendo en cuenta que todos los átomos de carbono son equivalentes, se puede sustituir cualquier hidrógeno por otro átomo o un radical y siempre se obtendrá el mismo compuesto.
MONOSUSTITUIDOS: Se nombra al radical o elemento seguido por la palabra benceno. Ejem:



Hay unos monosustituidos que tienen nombre propio como los siguientes:


DISUSTITUIDOS: Se utilizan los prefijos orto (o-) para carbonos adyacentes, meta (m-) para carbonos alternos y para (p-) cuando los carbonos son puestos. Si los radicales son iguales se agrega el prefijo di- y si son diferentes se nombran en orden de complejidad. Ejemplos:



Si el monosustituido tiene nombre propio, se tomará como derivado de él y también se puede utilizar el sistema de numerar siendo carbono 1 el que tiene el radical más sencillo o el que le da el nombre al compuesto. Ejemplos:


ALGUNAS SUSTANCIAS ESPECIALES




TRI, TETRA…SUSTITUIDOS: Se utiliza el sistema de numeración siendo C-1 el que tenga el radical más sencillo cuidando siempre que la suma de los números sea la más pequeña posible. Pueden utilizarse los prefijos vec- (vecinal) para carbonos continuos, sim- (simétrico) para carbonos alternos y asim- (asimétrico) para dos continuos y un alterno. Cuando tiene cuatro radicales, y uno de ellos identifica a la sustancia especial, se tomará como derivado de ella siendo C-1 el que tiene el radical especial. Ejemplos:







En algunos casos puede tomarse un radical como ubicado en el carbono 1 nombrándoselo junto al benceno y lo demás se nombran como radicales. Ej

PROPIEDADES FISICAS:  El benceno es un líquido incoloro, de olor característico, tiene una densidad de 0,879 g/ml y arde con facilidad con producción de mucho humo, debido a su alto contenido de carbono. Es insoluble en agua pero se disuelve con facilidad en etanol y éter.

PROPIEDADES QUIMICAS:
1.- Halogenación: Los halógenos se incorporan al benceno eliminando hidrógeno


2.- Nitración: En presencia de ácido sulfúrico se introduce un grupo nitro por descomposición del ácido según la reacción:



3.-  Alquilación. Consiste en la introducción de un radical alquílico por medio del derivado halogenado correspondiente. Se realiza en presencia de cloruro de aluminio. Reacción:




 HIDROCARBUROS ALICICLICOS

Son compuestos con propiedades similares a los de cadena abierta  pero poseen estructura cíclica. Los más conocidos son los cicloalcanos y los cicloalquenos. Para nombrarlos se utiliza el nombre del hidrocarburo acíclico del cual provienen y se le antepone el prefijo ciclo-. Ejem:



ALCOHOLES: Se caracterizan por llevar el grupo –OH (Hidroxilo), unido a un radical alquílico (Con Carbono). Cuando el grupo funcional es más de uno se conocen como polihidroxílicos o polioles.  Ejemplos:


Según el número de grupos –OH se clasifican en:
1.      Alcoholes Monohidroxílicos: Los anterior-mente estudiados.

2.      A.  Polihidroxílicos:  los más importantes son:

  1. Dioles o glicoles:

  1. Trioles o gliceroles:

NOMENCLATURA: Los alcoholes monohi-droxílicos se nombran con el sufijo -OL  adicio-nado al prefijo numérico correspondiente.  También se los menciona con las palabras Alcohol el prefijo numérico correspondiente terminado en –ILICO. Ejemplos:



EJERCICIO:
1) Escriba tres alcoholes diferentes;
2)En este ejemplo diga las reglas que se aplicaron:
      

6-bromo-6-nitro-2,4-dimetil-3,4-octanodiol

ALDEHIDOS Y CETONAS: Son compuestos que en su estructura poseen el grupo funcional Carbonilo  ( -CO-).

NOMENCLATURA:   Se nombran cambiando la terminación “o” del hidrocarburo padre por “al”.
En la nomenclatura internacional, las cetonas se denominan reemplazando la “o” del hidrocarburo padre por “ona”. En este caso, debe indicarse la posición del grupo carbonilo. Ejemplos:
Aldehídos:



ACIDOS CARBOXILICOS: Presentan el grupo funcional carboxilo:   -COOH. Para nombrarlos se utiliza pa lapabra ácido seguida por el prefijo correspondiente terminado en -OICO   Ejemplos:


Hay ácidos de alta masa atómica que hacen parte de las grasas y aceites y que mediante ciertas reacciones especiales, “saponifican”, es decir, se convierten en sales superiores dando lugar al jabón siendo ellos:

 Acido palmítico:   CH3-(CH2)14-COOH

Acido margárico:   CH3-(CH2)15-COOH

Acido esteárico:      CH3-(CH2)16-COOH

AMINAS: Se consideran derivadas del amoniaco, en donde se han reemplazado uno o más hidrógenos por radicales alquílicos o arílicos (Aromáticos). Para nombrarlos se utilizan los nombres de los radicales acompañados por la palabra amina.  Ej:
Observe los anterior, puede mirar que hay tres clases de aminas: primarias, secundarias y terciarias dependiendo de la cantidad de radicales que estén unidos al amoniaco (NH3).


PRINCIPALES REACCIONES QUIMICAS

1.          COMBUSTION:  Toda sustancia orgánica puede quemarse en presencia de oxígeno produciendo carbono si la combustión es incompleta, gas carbónico (CO2) o monóxido de carbono (CO), si es completa además, se libera agua.  Ejemplo:



2.          HALOGENACION:  Los Halógenos (F, Cl, Br y I), se añaden a los hidrocarburos, aromáticos y otros compuestos orgánicos en presencia de luz solar y en algunos casos, se necesitan temperaturas como 250ºC  o 400ºC. Ejemplos:


3.          ADICION DE HALOACIDOS: HX (X = F, Cl, Br y I).  En alquenos y alquinos se forman derivados monohalogenados o dialogenados Ubicándose los halógenos en el carbono de menos hidrógenos (Regla de Marconicof).

  4.          HIDROGENACION: La realizan los alquenos (Olefinas) y alquinos en presencia de catalizadores(Sustancia que permite una reacción sin intervenir en ella) como el níquel, el platino o el paladio formando el hidrocarburo saturado correspondiente.  Los aldehidos y cetonas dan lugar a alcoholes primarios o secundarios respectivamente. Ej:

  
5.          NITRACION: Los alcanos (Parafinas) reaccionan con el ácido nítrico, HNO3, en fase de vapor a 150ºC ó 475ºC, produciéndose nitroderivados.  Ejemplo:

6.          OXIDACION: El permanganato de potasio, KmnO4 frío y diluido reacciona con los alquenos produciendo dioles (glicoles) mediante una prueba que permite identificarlos y que se denomina Prueba de Baeyer.  Es positiva cuando del color violeta se pasa a un color pardo por la presencia del  MnO2, Dióxido de manganeso.

EJERCICIO FINAL:

1)      Escriba las fórmulas estructurales para:
a.      Tribromo benceno vecinal
b.      Isopropil benceno
c.       Ácido m-aminobenzoico
d.      P-dinitrobenceno
e.       5-cloro-2-bromonitro benceno
f.        2,4-dimetil-3-pentanol
g.      2,2,4-trimetil-3-pentanol
h.      2-metil-3-pentanona
i.        Metil bencil cetona
j.        3-metil pentanal
k.       Ácido p-hidroxibenzoico
l.        Ácido 2-cloro propanoico

2)      Dar el nombre a las siguientes sustancias










Prof. Marco A. Arce