QUIMICA ORGANICA EN LA ECOLOGIA
ECOLOGIA
«El estudio científico de las interacciones que regulan la distribución y la abundancia de los organismos ” (C. J. Krebs, 1978).
QUIMICA ORGANICA
El estudio de la química orgánica parte del estudio del elemento Carbono. El es parte fundamental y soporte de los organismos vivos, porque proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos, lípidos y otras moléculas esenciales para la vida contienen carbono. El movimiento global del carbono entre el ambiente abiótico y los organismos se denomina ciclo del carbono.
CICLO DEL CARBONO
1.El dióxido de carbono de la atmósfera es absorbido por las plantas y convertido en azúcar, por el proceso de fotosíntesis.
2. Los animales comen plantas y al descomponer los azúcares dejan salir carbono a la atmósfera, los océanos o el suelo.
3.Bacterias y hongos descomponen las plantas muertas y la materia animal, devolviendo carbono al medio ambiente.
4. El carbono también se intercambia entre los océanos y la atmósfera. Esto sucede en ambos sentidos en la interacción entre el aire y el agua
Combustibles fósiles:
En algunos casos el carbono presente en las moléculas biológicas no regresa inmediatamente al ambiente abiótico, por ejemplo el carbono presente en la madera de los árboles. O el que formó parte de los depósitos de hulla a partir de restos de árboles antiguos que quedaron sepultados en condiciones anaerobias antes de descomponerse. Hulla, petróleo y gas natural son llamados combustibles fósiles porque se formaron a partir de restos de organismos antiguos y contienen grandes cantidades de compuestos carbonados como resultado de la fotosíntesis ocurrida hace millones de años.
EL CARBONO EN EL AMBIENTE
Los compuestos del C que implican perjuicio en el ambiente se muestran en la tabla siguiente
EL CARBONO EN LA NATURALEZA
El carbono es un elemento no metálico que se presenta en formas muy variadas.
Puede aparecer combinado, formando una gran cantidad de compuestos, o libre (sin enlazarse con otros elementos).
Combinado
En la atmósfera: en forma de dióxido de carbono CO2
En la corteza terrestre: formando carbonatos, como la caliza CaCO3
En el interior de la corteza terrestre: en el petróleo, carbón y gas natural
En la materia viva animal y vegetal: es el componente esencial y forma parte de compuestos muy diversos: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
En el cuerpo humano, por ejemplo, llega a representar el 18% de su masa.
Glúcidos
Lípidos
Proteínas
Ácidos nucleicos
EL CARBONO EN LA NATURALEZA
Diamante Variedad de carbono que se encuentra en forma de cristales transparentes de gran dureza. Es una rara forma que tiene su origen en el interior de la Tierra donde el carbono está sometido a temperaturas y presiones muy elevadas.
Libre
Grafito Variedad de carbono muy difundida en la naturaleza. Es una sustancia negra, brillante, blanda y untosa al tacto. Se presenta en escamas o láminas cristalinas ligeramente adheridas entre si, que pueden resbalar unas sobre otras.
Los átomos de carbono forman una red cristalina atómica en la que cada átomo esta unido a los cuatro de su entorno por fuertes enlaces covalentes. Es muy duro y etable.
Los átomos de carbono se disponen en láminas planas formando hexágonos. Cada átomo está unido a otros tres por medio de enlaces covalentes.
El cuarto electrón se sitúa entre las láminas y posee movilidad. Por esto el grafito es fácilmente exfoliable y un excelente conductor del calor y la electricidad.
EL CARBONO
Un átomo de carbono puede formar cuatro enlaces covalentes con cuatro átomos diferentes como máximo.
Sus átomos pueden formar enlaces entre sí y así, formar cadenas largas.
La configuración final de la molécula dependerá de la disposición de los átomos de carbono, que constituyen el esqueleto o columna de la molécula.
LOS COMPUESTOS DE CARBONO
El estudio de los compuestos del carbono constituye una parte fundamental y muy extensa de la química, que se denomina química orgánica o química del carbono. Este hecho se debe a diversos motivos:
La gran cantidad de compuestos del carbono que se conocen.
Este elemento forma más compuestos que todos los otros juntos, los cuales constituyen otra parte de la química llamada química inorgánica.
Las propiedades especiales de los compuestos del carbono.
La importancia de estos compuestos. Además de formar parte de la materia viva, hay muchos que son de uso común, como combustibles, alimentos y plásticos, fibras sintéticas, medicamentos, colorantes, etc.
Propiedades del carbono
Tiene 4 electrones de valencia, por lo mismo puede formar 4 enlaces covalentes.
Puede formar enlaces sencillos, C-C; enlaces dobles,
C=C; y enlaces triples C=C.
Las cadenas de átomos de carbono pueden ser ramificadas o no ramificadas.
Pueden unirse entre si y a otros átomos distintos para
producir una variedad de formas moleculares tridimensionales.
Pueden formar isómeros.
Propiedades de los compuestos de carbono
Los compuestos del carbono forman moléculas cuyos átomos están unidos por fuertes enlaces covalentes, mientras que entre una molécula y otra, cuando las sustancias son sólidas o líquidas, hay unas fuerzas de enlace muy débiles. Por ello decimos que estos compuestos son sustancias covalentes moleculares.
Propiedades
Insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos
Temperaturas de fusión y ebullición bajas.
No conducen la corriente eléctrica ni en estado líquido ni en disolución
Poseen poca estabilidad térmica, es decir, se descomponen o se inflaman fácilmente cuando se calientan.
Suelen reaccionar lentamente debido a la gran estabilidad de los enlaces covalentes que unen sus átomos.
Clasificación de los compuestos de carbono
Hidrocarburos
Compuestos orgánicos cuyas moléculas están formadas sólo por carbono e hidrógeno.
Familias orgánicas
Conjunto de compuestos de comportamiento químico semejante, debido a la presencia en la molécula de un mismo grupo funcional
Grupo funcional
grupo de átomos, unidos de forma característica, que identifica los compuestos de una misma familia orgánica y es el responsable de la semejanza de sus propiedades químicas.
Existen tres grandes grupos de familias
Derivados halogenados
Compuestos oxigenados
Compuestos nitrogenados
(Gp:) Ácidos carboxílicos
(Gp:) CH3-CH2OH Etanol. Alcohol etílico
(Gp:) Alcoholes
(Gp:) -OH
(Gp:) Hidroxilo
(Gp:) Aminas
(Gp:) Aldehídos y Cetonas
(Gp:) Familia
(Gp:) CH3-NH2 Metilamina
(Gp:) -NH2
(Gp:) Amino
(Gp:) CH3-COOH Ácido etanoico.
(Gp:) Carboxilo
(Gp:) CH3-CH2-CHO Propanal
CH3-CO-CH2-CH3 Butanona
(Gp:) Carbonilo
(Gp:) Ejemplo
(Gp:) Fórmula
(Gp:) Grupo funcional
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