La química orgánica es la química de los compuestos del carbono. El carbono es especial porque puede unirse a otros átomos de carbono para formar largas cadenas y anillos.
Química orgánica
IGCSE Química · Tema 11
16:50
Química Orgánica
Gasolina, botellas de plástico, vinagre, alcohol y las proteínas de tu cuerpo. Parecen completamente no relacionados. Pero cada uno está construido a partir de carbono. El carbono es…
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11.1
Fórmulas y palabras clave
Syllabus
| Fundamental | Complemento |
|---|---|
| 1 Dibujar e interpretar la fórmula desarrollada de una molécula para mostrar todos los átomos y todos los enlaces | |
| 2 Escribir e interpretar fórmulas generales de compuestos de la misma serie homóloga, limitadas a: (a) alcanos, $\text{C}_n\text{H}_{2n+2}$ (b) alquenos, $\text{C}_n\text{H}_{2n}$ (c) alcoholes, $\text{C}_n\text{H}_{2n+1}\text{OH}$ (d) ácidos carboxílicos, $\text{C}_n\text{H}_{2n+1}\text{COOH}$ | |
| 3 Identificar un grupo funcional como un átomo o grupo de átomos que determinan las propiedades químicas de una serie homóloga | |
| 7 Indicar que una fórmula estructural es una descripción inequívoca de la forma en que los átomos de una molécula están dispuestos, incluyendo $\text{CH}_2=\text{CH}_2$, $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}$, $\text{CH}_3\text{COOCH}_3$ | |
| 8 Definir los isómeros estructurales como compuestos con la misma fórmula molecular, pero diferentes fórmulas estructurales, incluyendo $\text{C}_4\text{H}_{10}$ como $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CH}_3$ y $\text{CH}_3\text{CH}(\text{CH}_3)\text{CH}_3$ y $\text{C}_4\text{H}_8$ como $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{CH}=\text{CH}_2$ y $\text{CH}_3\text{CH}=\text{CHCH}_3$ | |
| 4 Indicar que una serie homóloga es una familia de compuestos similares con propiedades químicas similares debido a la presencia del mismo grupo funcional | 9 Describir las características generales de una serie homóloga como: (a) tener el mismo grupo funcional (b) tener la misma fórmula general (c) diferir entre sí por una unidad –CH2– (d) mostrar una tendencia en las propiedades físicas (e) compartir propiedades químicas similares |
| 5 Indicar que un compuesto saturado tiene moléculas en las que todos los enlaces carbono–carbono son simples | |
| 6 Indicar que un compuesto insaturado tiene moléculas en las que uno o más enlaces carbono–carbono no son simples |
Fuente: Plan de estudios Cambridge International
Existen varias formas de escribir una molécula orgánica:
- La fórmula molecular 分子式 muestra cuántos átomos hay de cada tipo, por ejemplo $\text{C}_2\text{H}_6$.
- La fórmula desarrollada 结构式 muestra cada átomo y cada enlace dibujado en su totalidad.
- La fórmula semidesarrollada 结构简式 muestra cómo están dispuestos los átomos sin dibujar todos los enlaces, por ejemplo $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}$.
- La fórmula general 通式 funciona para toda una familia, por ejemplo $\text{C}_n\text{H}_{2n+2}$ para los alcanos.
Una serie homóloga 同系物 es una familia de compuestos con el mismo grupo funcional 官能团 —el átomo o grupo de átomos que otorga a la familia sus propiedades químicas—. Los miembros de una serie tienen la misma fórmula general, difieren en una unidad $\text{CH}_2$ en cada paso y poseen propiedades químicas similares con un cambio gradual en las propiedades físicas.
| Serie | Grupo funcional | Fórmula general |
|---|---|---|
| alcanos | solo enlaces simples C–C | $\text{C}_n\text{H}_{2n+2}$ |
| alquenos | doble enlace C=C | $\text{C}_n\text{H}_{2n}$ |
| alcoholes | –OH | $\text{C}_n\text{H}_{2n+1}\text{OH}$ |
| ácidos carboxílicos | –COOH | $\text{C}_n\text{H}_{2n+1}\text{COOH}$ |
Un compuesto saturado 饱和 solo tiene enlaces carbono-carbono simples. Un compuesto insaturado 不饱和 tiene uno o más enlaces carbono-carbono que no son simples (como un doble enlace C=C).
Los isómeros estructurales 同分异构e son compuestos con la misma fórmula molecular pero diferentes fórmulas estructurales. Por ejemplo, $\text{C}_4\text{H}_{10}$ puede ser una cadena lineal o una cadena ramificada.
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Laboratorio de grupos funcionales
Clasificar moléculas orgánicas según el grupo que controla sus reacciones.
Vocabulario
Entrenar
| Inglés | Chino | Pinyin |
|---|---|---|
| molecular formula/məˈlekjʊlə ˈfɔːmjʊlə/ | 分子式 | fēn zǐ shì |
| displayed formula/dɪˈspleɪd ˈfɔːmjʊlə/ | 结构式 | jié gòu shì |
| structural formula/ˈstrʌktʃərəl ˈfɔːmjʊlə/ | 结构简式 | jié gòu jiǎn shì |
| general formula/ˈdʒenərəl ˈfɔːmjʊlə/ | 通式 | tōng shì |
| homologous series/həˈmɒləɡəs ˈsɪəriːz/ | 同系物 | tóng xì wù |
| functional group/ˈfʌŋkʃənl ɡruːp/ | 官能团 | guān néng tuán |
| saturated/ˈsætʃəreɪtɪd/ | 饱和 | bǎo hé |
| unsaturated/ʌnˈsætʃəreɪtɪd/ | 不饱和 | bù bǎo hé |
| Structural isomers/ˈstrʌktʃərəl ˈaɪsəməz/ | 同分异构体 | tóng fēn yì gòu tǐ |
| fossil fuels/ˈfɒsl ˈfjuːəlz/ | 化石燃料 | huà shí rán liào |
| coal/kəʊl/ | 煤 | méi |
| natural gas/ˈnætʃərəl ɡæs/ | 天然气 | tiān rán qì |
| petroleum/pəˈtrəʊliːəm/ | 石油 | shí yóu |
| Methane/ˈmiːθeɪn/ | 甲烷 | jiǎ wán |
| hydrocarbon/ˈhaɪdrəkɑːbən/ | 碳氢化合物 | tàn qīng huà hé wù |
| fractions/ˈfrækʃnz/ | 馏分 | liú fèn |
11.2
Nomenclatura de compuestos orgánicos
Syllabus
| Fundamental | Complemento |
|---|---|
| 1 Nombrar y dibujar las fórmulas desarrolladas de: (a) metano y etano (b) eteno (c) etanol (d) ácido etanoico (e) los productos de las reacciones indicadas en las secciones 11.4–11.7 | 3 Nombrar y dibujar las fórmulas estructurales y desarrolladas de los siguientes no ramificados: (a) alcanos (b) alquenos, incluyendo but-1-eno y but-2-eno (c) alcoholes, incluyendo propan-1-ol, propan-2-ol, butan-1-ol y butan-2-ol (d) ácidos carboxílicos que contienen hasta cuatro átomos de carbono por molécula |
| 2 Indicar el tipo de compuesto presente, dado un nombre químico terminado en -ane, -ene, -ol, o -oic acid, o a partir de una fórmula molecular o fórmula desarrollada | 4 Nombrar y dibujar las fórmulas desarrolladas de los ésteres no ramificados que pueden obtenerse a partir de alcoholes y ácidos carboxílicos no ramificados, cada uno con hasta cuatro átomos de carbono |
Fuente: Plan de estudios Cambridge International
El final del nombre indica la familia:
| Terminación | Familia | Ejemplo |
|---|---|---|
| -ano | alcano | metano, etano |
| -eno | alqueno | eteno |
| -ol | alcohol | etanol |
| -oico ácido | ácido carboxílico | ácido etanoico |
El inicio del nombre indica el número de átomos de carbono: met- = 1, et- = 2, prop- = 3, but- = 4. Para alquenos y alcoholes más largos, un número indica dónde está el grupo funcional, por ejemplo but-1-eno y but-2-eno, o propan-1-ol y propan-2-ol.
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Ruta de nomenclatura orgánica
Siga la ruta desde la estructura hasta el nombre sistemático.
11.3
Combustibles
Syllabus
| Fundamental | Suplementario |
|---|---|
| 1 Nombren los combustibles fósiles: carbón, gas natural y petróleo | |
| 2 Nombren el metano como constituyente principal del gas natural | |
| 3 Indiquen que los hidrocarburos son compuestos que contienen únicamente hidrógeno y carbono | |
| 4 Indiquen que el petróleo es una mezcla de hidrocarburos | |
| 5 Describan la separación del petróleo en fracciones útiles mediante destilación fraccionada | |
| 6 Describan cómo cambian las propiedades de las fracciones obtenidas del petróleo de abajo hacia arriba de la columna de destilación, limitándose a: (a) disminución de la longitud de la cadena (b) mayor volatilidad (c) puntos de ebullición más bajos (d) menor viscosidad | |
| 7 Nombren los usos de las fracciones como: (a) fracción de gases de refinería para gas utilizado en calefacción y cocina (b) fracción de gasolina para combustible utilizado en automóviles (c) fracción de nafta como materia prima química (d) fracción de queroseno/parafina para combustible de aviación (e) fracción de aceite diésel/gasoil para combustible utilizado en motores diésel (f) fracción de aceite combustible para combustible utilizado en barcos y sistemas de calefacción doméstica (g) fracción de aceite lubricante para lubricantes, ceras y pulimentos (h) fracción de betún para la construcción de carreteras |
Fuente: Plan de estudios Cambridge International
Los tres combustibles fósiles 化石燃料 son el carbón 煤, el gas natural 天然气 y el petróleo 石油 (petróleo crudo). El metano 甲烷 es la parte principal del gas natural.
Un hidrocarburo 碳氢化合物 es un compuesto formado únicamente por hidrógeno y carbono. El petróleo es una mezcla de muchos hidrocarburos diferentes.
Destilación fraccionada
El petróleo se separa en fracciones 馏分 útiles mediante destilación fraccionada 分馏. La mezcla se calienta y los diferentes hidrocarburos se convierten en gas y ascienden por una alta columna de fraccionamiento 分馏塔. La columna está caliente en la base y fría en la parte superior, por lo que cada fracción vuelve a convertirse en líquido a diferente altura.
De abajo hacia arriba en la columna, las fracciones tienen:
- menor longitud de cadena 链长 (moléculas más pequeñas);
- mayor volatilidad 挥发性 (se convierten en gas más fácilmente);
- puntos de ebullición más bajos;
- menor viscosidad 黏度 (fluyen más fácilmente).
| Fracción | Uso |
|---|---|
| gases de refinería | gas para calefacción y cocina |
| gasolina / bencina | combustible para automóviles |
| nafta | materia prima para fabricar productos químicos |
| queroseno / parafina | combustible para aviación |
| aceite diésel | combustible para motores diésel |
| fuel oil | combustible para barcos y calefacción doméstica |
| aceite lubricante | lubricantes, ceras y pulimentos |
| bitumen 沥青 | construcción de carreteras |
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Laboratorio de cadena de combustible
Seguir un combustible desde su origen hasta sus productos de combustión.
Vocabulario
Entrenar
| Inglés | Chino | Pinyin |
|---|---|---|
| fractional distillation/ˈfrækʃənl dɪstɪˈleɪʃn/ | 分馏 | fēn liú |
| fractionating column/ˈfrækʃənətɪŋ ˈkɒlʌm/ | 分馏塔 | fēn liú tǎ |
| chain length/tʃeɪn leŋθ/ | 链长 | liàn zhǎng |
| volatility/ˌvɒləˈtɪlɪti/ | 挥发性 | huī fā xìng |
| viscosity/vɪˈskɒsɪti/ | 黏度 | nián dù |
| bitumen/ˈbɪtʃuːmən/ | 沥青 | lì qīng |
| Alkanes/ˈælkeɪnz/ | 烷烃 | wán tīng |
| Combustion/kəmˈbʌstʃn/ | 燃烧 | rán shāo |
| substitution reaction/ˌsʌbstɪˈtjuːʃn rɪˈækʃn/ | 取代反应 | qǔ dài fǎn yìng |
| ultraviolet light/ˌʊltrəˈvaɪəlɪt laɪt/ | 紫外线 | zǐ wài xiàn |
| photochemical reaction/ˌfəʊtəʊˈkemɪkl rɪˈækʃn/ | 光化学反应 | guāng huà xué fǎn yìng |
| activation energy/ˌæktɪˈveɪʃn ˈenədʒi/ | 活化能 | huó huà néng |
| Alkenes/ˈælkiːnz/ | 烯烃 | xī tīng |
11.4
Alcanos
Syllabus
| Núcleo | Complemento |
|---|---|
| 1 Indicar que el enlace en los alcanos es covalente simple y que los alcanos son hidrocarburos saturados | |
| 2 Describir las propiedades de los alcanos como generalmente inertes, excepto en términos de combustión y sustitución con cloro | 3 Indicar que en una reacción de sustitución un átomo o grupo de átomos es reemplazado por otro átomo o grupo de átomos |
| 4 Describir la reacción de sustitución de los alcanos con cloro como una reacción fotoquímica, donde la luz ultravioleta proporciona la energía de activación, $E_a$, y dibujar las fórmulas estructurales o desarrolladas de los productos, limitándose a la monosustitución |
Fuente: Plan de estudios Cambridge International
Los alcanos 烷烃 tienen solo enlaces covalentes simples, por lo que son hidrocarburos saturados. Generalmente son poco reactivos. Sus dos reacciones importantes son:
- Combustión 燃烧: arden en abundante oxígeno para producir dióxido de carbono y agua.
- Sustitución con cloro.
En una reacción de sustitución 取代反应, un átomo (o grupo de átomos) es reemplazado por otro. Los alcanos reaccionan con el cloro solo bajo luz ultravioleta 紫外线 —esto es una reacción fotoquímica 光化学反应, donde la luz proporciona la energía de activación 活化能—. Por ejemplo:
$$\text{CH}_4 + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{CH}_3\text{Cl} + \text{HCl}$$
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Quemando un alcano
Paso a paso de la combustión. Con suficiente oxígeno, un alcano arde limpiamente; si se le priva de oxígeno, produce monóxido de carbono tóxico y hollín en su lugar.
11.5
Alquenos
Syllabus
| Central | Complementario |
|---|---|
| 1 Indicar que el enlace en los alquenos incluye un doble enlace covalente carbono–carbono y que los alquenos son hidrocarburos insaturados | |
| 2 Describir la fabricación de alquenos e hidrógeno mediante la ruptura catalítica (cracking) de moléculas más grandes de alcanos utilizando una alta temperatura y un catalizador | |
| 3 Describir las razones para la ruptura catalítica de moléculas más grandes de alcanos | |
| 5 Indicar que en una reacción de adición solo se forma un producto | |
| 4 Describir la prueba para distinguir entre hidrocarburos saturados e insaturados por su reacción con bromo acuoso | 6 Describir las propiedades de los alquenos en términos de reacciones de adición con: (a) bromo o bromo acuoso (b) hidrógeno en presencia de un catalizador de níquel (c) vapor de agua en presencia de un catalizador ácido y dibujar las fórmulas estructurales o desarrolladas de los productos |
Fuente: Plan de estudios Cambridge International
Los alquenos 烯烃 tienen un doble enlace carbono-carbono (C=C), por lo que son hidrocarburos insaturados.
Ruptura catalítica (Cracking)
Las moléculas grandes de alcanos no son muy útiles. La ruptura catalítica 裂化 las rompe en moléculas más pequeñas y útiles —alcanos y alquenos más pequeños— utilizando una temperatura elevada y un catalizador 催化剂. La ruptura catalítica también produce hidrógeno 氢气 y proporciona alquenos para fabricar plásticos.
Ejemplo resuelto. La ruptura catalítica de una molécula de decano, $\text{C}_{10}\text{H}_{22}$, produce octano, $\text{C}_8\text{H}_{18}$, y otro producto. Identifíquelo y explique cómo distinguir entre los dos productos. Los átomos se conservan, así que reste: carbono $10 - 8 = 2$, hidrógeno $22 - 18 = 4$. El otro producto es $\text{C}_2\text{H}_4$, eteno —un alqueno, ya que cumple la fórmula $\text{C}_n\text{H}_{2n}$—. Para distinguirlos, agite cada uno con agua bromurada naranja: el eteno tiene un C=C, por lo que decoloriza el agua bromurada, mientras que el octano es saturado y deja el agua naranja. Equilibre una ecuación de ruptura contando los átomos en cada lado; el alqueno es lo que sobra.
Reacciones de los alquenos
El doble enlace C=C hace que los alquenos sean reactivos. Participan en reacciones de adición 加成反应, donde dos moléculas se unen para formar un único producto.
- Prueba de insaturación: agite el compuesto con agua bromurada 溴 (que es naranja). Un alqueno decoloriza el agua bromurada; un alcano no la cambia.
- Con hidrógeno y un catalizador de níquel 镍, un alqueno se convierte en un alcano.
- Con vapor de agua 蒸汽 y un catalizador ácido, un alqueno se convierte en un alcohol.
Explorar
Adición a través del doble enlace C=C
Paso a paso de una reacción de adición. El doble enlace C=C es el sitio reactivo de un alqueno: las moléculas se añaden directamente a través de él, lo que también explica la prueba del agua de bromo.
Vocabulario
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| Inglés | Chino | Pinyin |
|---|---|---|
| Cracking/ˈkrækɪŋ/ | 裂化 | liè huà |
| catalyst/ˈkætəlɪst/ | 催化剂 | cuī huà jì |
| hydrogen/ˈhaɪdrədʒn/ | 氢气 | qīng qì |
| addition reactions/əˈdɪʃn rɪˈækʃnz/ | 加成反应 | jiā chéng fǎn yìng |
| bromine/ˈbrəʊmaɪn/ | 溴 | xiù |
| nickel/ˈnɪkl/ | 镍 | niè |
| steam/stiːm/ | 蒸汽 | zhēng qì |
| Alcohols/ˈælkəhɒlz/ | 醇 | chún |
11.6
Alcoholes
Syllabus
| Fundamental | Suplementario |
|---|---|
| 1 Describir la fabricación del etanol mediante: (a) fermentación de una solución acuosa de glucosa a 25–35 °C en presencia de levadura y en ausencia de oxígeno (b) adición catalítica de vapor de agua al eteno a 300 °C y 6000 kPa / 60 atm en presencia de un catalizador ácido | 4 Describir las ventajas e inconvenientes de la fabricación del etanol mediante: (a) fermentación (b) adición catalítica de vapor de agua al eteno |
| 2 Describir la combustión del etanol | |
| 3 Indicar los usos del etanol como: (a) disolvente (b) combustible |
Fuente: Plan de estudios Cambridge International
Los alcoholes 醇 contienen el grupo funcional –OH. El más importante es el etanol 乙醇. Hay dos formas de obtener etanol.
| Método | Condiciones | Notas |
|---|---|---|
| fermentación 发酵 de la glucosa | levadura, 25–35 °C, sin oxígeno | usa azúcar renovable, pero es lenta y produce etanol impuro |
| adición de vapor al eteno 乙烯 | 300 °C, 60 atm, catalizador ácido | rápida y pura, pero usa petróleo (no renovable) |
En la fermentación, la levadura 酵母 convierte la glucosa 葡萄糖 en etanol y dióxido de carbono.
El etanol arde bien (combustión), por lo que se usa como combustible. También disuelve muchas sustancias, por lo que se usa como disolvente 溶剂.
Explorar
Obtención de etanol por fermentación
Paso a paso de la fermentación. La levadura transforma el azúcar en etanol sin aire; este mismo alcohol puede oxidarse posteriormente para formar vinagre.
Vocabulario
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| Inglés | Chino | Pinyin |
|---|---|---|
| ethanol/ˈeθənɒl/ | 乙醇 | yǐ chún |
| fermentation/fɜːmənˈteɪʃn/ | 发酵 | fā jiào |
| ethene/ˈiːθiːn/ | 乙烯 | yǐ xī |
| yeast/jiːst/ | 酵母 | jiào mǔ |
| glucose/ˈɡluːkəʊs/ | 葡萄糖 | pú táo táng |
| solvent/ˈsɒlvənt/ | 溶剂 | róng jì |
| Carboxylic acids/ˌkɑːbəkˈsɪlɪk ˈæsɪdz/ | 羧酸 | suō suān |
| Ethanoic acid/ˌeθəˈnəʊɪk ˈæsɪd/ | 乙酸 | yǐ suān |
| metals/ˈmetlz/ | 金属 | jīn shǔ |
11.7
Ácidos carboxílicos
Syllabus
| Fundamental | Complementario |
|---|---|
| 1 Describir la reacción del ácido etanoico con: (a) metales (b) bases (c) carbonatos, incluyendo los nombres y fórmulas de las sales producidas | 2 Describir la formación de ácido etanoico por oxidación del etanol: (a) con permanganato de potasio acidificado acuoso (b) por oxidación bacteriana durante la producción de vinagre |
| 3 Describir la reacción de un ácido carboxílico con un alcohol usando un catalizador ácido para formar un éster |
Fuente: Plan de estudios Cambridge International
Los ácidos carboxílicos 羧酸 contienen el grupo funcional –COOH. El ácido etanoico 乙酸 es el que debe conocerse. Como otros ácidos, reacciona con:
- metales 金属 → una sal + hidrógeno;
- bases 碱 → una sal 盐 + agua;
- carbonatos 碳酸盐 → una sal + agua + dióxido de carbono.
Las sales formadas se llaman etanoatos.
El ácido etanoico puede obtenerse por la oxidación 氧化 del etanol, ya sea usando permanganato de potasio acidificado 高锰酸钾, o por bacterias durante la fabricación del vinagre 醋.
Cuando un ácido carboxílico reacciona con un alcohol (usando un catalizador ácido), forma un éster 酯. Por ejemplo, etanol + ácido etanoico → etanoato de etilo + agua. El grupo funcional del éster es $-\text{COO}-$, y se nombra a partir de sus dos precursores: el alcohol da la primera parte con terminación -ilo (etil), el ácido da la segunda parte con terminación -oato (etanoato). Su fórmula desarrollada es $\text{CH}_3\text{-COO-CH}_2\text{-CH}_3$.
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pH de un ácido débil
Los ácidos carboxílicos son ácidos débiles: solo se ionizan parcialmente, por lo que su pH está ligeramente por debajo de 7. Deslice la escala para ver dónde se sitúan.
Vocabulario
Entrenar
| Inglés | Chino | Pinyin |
|---|---|---|
| bases/ˈbeɪsɪz/ | 碱 | jiǎn |
| salt/sɒlt/ | 盐 | yán |
| carbonates/ˈkɑːbəneɪts/ | 碳酸盐 | tàn suān yán |
| oxidation/ˌɒksɪˈdeɪʃn/ | 氧化 | yǎng huà |
| potassium manganate(VII)/pəˈtæsɪəm ˈmæŋɡəneɪt/ | 高锰酸钾 | gāo měng suān jiǎ |
| vinegar/ˈvɪnɪɡə/ | 醋 | cù |
| ester/ˈestə/ | 酯 | zhǐ |
11.8
Polímeros
Syllabus
| Core | Suplemento |
|---|---|
| 1 Definir los polímeros como moléculas grandes formadas a partir de muchas moléculas más pequeñas llamadas monómeros | 6 Identificar las unidades repetitivas y/o enlaces en polímeros de adición y en polímeros de condensación |
| 2 Describir la formación del poli(eteno) como ejemplo de polimerización por adición utilizando monómeros de eteno | 7 Deducir la estructura o unidad repetitiva de un polímero de adición a partir de un alqueno dado y viceversa |
| 8 Deducir la estructura o unidad repetitiva de un polímero de condensación a partir de monómeros dados y viceversa, limitado a: (a) poliamidas a partir de un ácido dicarboxílico y una diamina (b) poliésteres a partir de un ácido dicarboxílico y un diol | |
| 9 Describir las diferencias entre la polimerización por adición y la polimerización por condensación | |
| 10 Describir y dibujar la estructura de: (a) nailon, una poliamida [imagen] (b) PET, un poliéster [imagen] No se requiere el nombre completo del PET, polietertereftalato | |
| 3 Indicar que los plásticos están hechos a partir de polímeros | |
| 4 Describir cómo las propiedades de los plásticos tienen implicaciones para su eliminación | 11 Indicar que el PET puede convertirse nuevamente en monómeros y repolymerizarse |
| 5 Describir los desafíos ambientales causados por los plásticos, limitado a: (a) eliminación en vertederos (b) acumulación en océanos (c) formación de gases tóxicos por combustión | |
| 12 Describir las proteínas como poliamidas naturales y que se forman a partir de monómeros de aminoácidos con la estructura general: [imagen] donde R representa diferentes tipos de cadena lateral | |
| 13 Describir y dibujar la estructura de las proteínas como: [imagen] |
Fuente: Plan de estudios Cambridge International
Un polímero 聚合物 es una molécula muy grande construida a partir de muchas moléculas pequeñas llamadas monómeros 单体.
Polimerización por adición
En la polimerización por adición 加聚, muchos monómeros insaturados se unen sin ningún otro producto. Por ejemplo, muchos monómeros de eteno se unen para formar polietileno. La pequeña parte que se repite a lo largo de la cadena es la unidad repetitiva 重复单元.
Polimerización por condensación
En la polimerización por condensación 缩聚, los monómeros se unen y se pierde una molécula pequeña (generalmente agua) cada vez que se forma un enlace. Esto da lugar a dos tipos importantes:
- Las polyamidas 聚酰胺 se fabrican a partir de un ácido dicarboxílico y una diamina. El Nailon 尼龙 es una polyamida.
- Las poliésteres 聚酯 se fabrican a partir de un ácido dicarboxílico y un diol. El PET es un poliéster, y puede descomponerse en sus monómeros y reconstruirse.
El nuevo enlace que une los monómeros es el enlace: un enlace amida 酰胺键 (escrito $-\text{CO-NH}-$) en una polyamida como el nailon, y un enlace éster 酯键 (escrito $-\text{CO-O}-$) en un poliéster como el PET. Una unidad repetitiva se dibuja entre corchetes, ej. nailon como $-[\text{CO-}(\text{CH}_2)_4\text{-CO-NH-}(\text{CH}_2)_6\text{-NH}]-$; en un examen pueden pedirle que encircle el enlace en una unidad repetitiva dibujada.
Plásticos y medio ambiente
Los plásticos 塑料 están hechos de polímeros. Como muchos plásticos no se degradan, deshacerse de ellos es un problema:
- se acumulan en vertederos landfill 填埋;
- se acumulan en los océanos y dañan la vida marina;
- su combustión puede generar gases tóxicos.
Proteínas
Las proteínas 蛋白质 son polyamidas naturales. Están formadas por monómeros de aminoácidos 氨基酸 unidos en largas cadenas.
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Formación de un polímero
Pequeños monómeros se unen para formar una cadena larga — la base de todos los plásticos.
Vocabulario
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| Inglés | Chino | Pinyin |
|---|---|---|
| polymer/ˈpɒlɪmə/ | 聚合物 | jù hé wù |
| monomers/ˈmɒnəʊməz/ | 单体 | dān tǐ |
| addition polymerisation/əˈdɪʃn ˌpɒlɪməraɪˈzeɪʃn/ | 加聚 | jiā jù |
| repeat unit/rɪˈpiːt ˈjuːnɪt/ | 重复单元 | chóng fù dān yuán |
| condensation polymerisation/kɒndenˈseɪʃn ˌpɒlɪməraɪˈzeɪʃn/ | 缩聚 | suō jù |
| Polyamides/ˌpɒlɪˈeɪmaɪdz/ | 聚酰胺 | jù xiān àn |
| Nylon/ˈnaɪlɒn/ | 尼龙 | ní lóng |
| Polyesters/ˌpɒlɪˈestəz/ | 聚酯 | jù zhǐ |
| amide linkage/əˈmaɪd ˈlɪŋkɪdʒ/ | 酰胺键 | xiān àn jiàn |
| ester linkage/ˈestə ˈlɪŋkɪdʒ/ | 酯键 | zhǐ jiàn |
| Plastics/ˈplæstɪks/ | 塑料 | sù liào |
| landfill/ˈlændfɪl/ | 填埋 | tián mái |
| Proteins/ˈprəʊtiːnz/ | 蛋白质 | dàn bái zhì |
| amino acid/əˈmiːnəʊ ˈæsɪd/ | 氨基酸 | ān jī suān |
11.8
Consejos para el examen
- Memorice cada serie homóloga por su grupo funcional y fórmula general: alcanos $\text{C}_n\text{H}_{2n+2}$, alquenos $\text{C}_n\text{H}_{2n}$, alcoholes $-\text{OH}$, ácidos carboxílicos $-\text{COOH}$.
- La prueba del agua bromurada para insaturación: un alqueno (con su C=C) decoloriza el agua bromurada naranja; un alcano la deja naranja.
- La ruptura catalítica divide alcanos grandes y menos útiles en alcanos y alquenos más pequeños, usando calor y un catalizador.
- Dos rutas para el etanol: fermentación de la glucosa (renovable pero lento e impuro) y adición de vapor al eteno (rápido y puro, pero derivado del petróleo).
- La polimerización por adición une monómeros insaturados sin ningún otro producto; la polimerización por condensación une monómeros y pierde una molécula pequeña (generalmente agua) cada vez.
Lecciones interactivas sobre este tema
Trátalo paso a paso, con ejercicios de verificación instantánea.