Unidad 1-Teoria 1-2020-Estructura atomica-NC-CE (1)

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QUIMICA 
ORGÁNICA
Tecnicatura en Balística y Documentología
Facultad de Ciencia y Tecnología -UADER
Equipo docente: Bioq. Mariela Arismendi
Lic. Erica Altamirano
Química Orgánica
Régimen de la materia: Cuatrimestral
Carga horaria semanal: Tres (03) horas
Objetivos
 Reconocer las diferentes estructuras de las
moléculas orgánicas para interpretar su reactividad
y propiedades.
 Comprender que la integración de los conocimientos
adquiridos en Química Orgánica son necesarios para
el estudio de Criminalística, atendiendo a que los
conocimientos científicos deben actualizarse
permanentemente a fin de incorporar los avances de
la ciencia.
QUÍMICA ORGANICA
 La ASIGNATURA está organizada en BLOQUES TEMATICOS: 
1) El átomo de carbono, los enlaces covalentes y las moléculas
covalentes: Desarrolla los principios de la estructura molecular, y
la relación entre la estructura y las propiedades de los
compuestos.
2) Hidrocarburos y compuestos con una función química: Involucra
el estudio de los compuestos más sencillos, los monofuncionales.
Incluye la presentación de los compuestos heterocíclicos sencillos.
3) Biomoléculas, que incluye metabolitos primarios como lípidos,
hidratos de carbono, y proteínas.
Programa
 Unidad I: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS
COMPUESTOS ORGÁNICOS.
Números cuánticos. Configuración electrónica. Uniones
químicas. Estructura del carbono en los compuestos orgánicos.
Hibridación. Forma de las moléculas orgánicas. Longitud,
ángulo y energía de enlace. Polaridad de los enlaces y
polaridad de las moléculas.
 Unidad II: COMPUESTOS DEL CARBONO
Tipos y propiedades. Hidrocarburos: Clasificación. Alcanos,
Alquenos y Alquinos. Compuestos heterocíclicos. Series
homólogas. Estructura. Nomenclaturas. Propiedades físico-
químicas. Ejemplos representativos.
 Unidad III: GRUPOS FUNCIONALES
Alcoholes, derivados halogenados, éteres, aldehídos y
cetonas, ácidos carboxílicos y sus derivados, funciones
azufradas y nitrogenadas, aminas y diazocompuestos.
Grupos cromóforos y auxócromos. Estructura.
Nomenclaturas. Mecanismo de las reacciones orgánicas.
Tipo de Reacciones y propiedades físicas de los diversos
grupos funcionales.
 Unidad IV: HIDROCARBUROS AROMÁTICOS
Hidrocarburos aromáticos. Benceno. Resonancia.
Reacciones de sustitución electrofílica aromática.
Mecanismos. Efecto de los sustituyentes. Propiedades.
 Unidad V: BIOMOLÉCULAS
Lípidos. Hidratos de carbono. Proteínas. Clasificación.
Propiedades. Reacciones de importancia pericial.
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Química Orgánica
Química orgánica es la química de los compuestos del
carbono.
¿Qué tiene de especial el carbono que toda una rama de
la química se dedica a estudiar sus compuestos?
El carbono forma enlaces fuertes con otros átomos de
carbono y con una amplia variedad de elementos. Se
pueden generar cadenas y anillos de átomos de carbono
para formar una variedad infinita de moléculas que
representan la base de la vida en la Tierra.
 El término «orgánico significa literalmente “derivado
de los organismos vivos”.
 En un principio, la ciencia de la química orgánica se
encargaba del estudio de los compuestos extraídos
de organismos vivos y de sus productos naturales. Ej:
azúcar, urea, almidón, ceras y aceites vegetales se
consideraban “orgánicos”
 En el siglo XIX, ciertos experimentos mostraron que
los compuestos orgánicos podían sintetizarse a partir
de compuestos inorgánicos. Ej:
 La característica distintiva de los compuestos
orgánicos es que todos contienen uno o más
átomos de carbono.
 Sin embargo, no todos los compuestos de carbono
son sustancias orgánicas; sustancias tales como el
diamante, grafito, dióxido de carbono, cianato de
amonio y carbonato de sodio se derivan de
minerales y tienen propiedades inorgánicas
típicas.
 No obstante, la mayoría de los millones de
compuestos del carbono se clasifican como
orgánicos.
Antes de comenzar a estudiar química 
orgánica, debemos repasar algunos 
principios básicos…
ESTRUCTURA DEL ÁTOMO
En el átomo se pueden 
distinguir dos zonas:
•El núcleo, en su parte 
central, formado por 
protones y neutrones, que 
contiene toda la carga 
positiva y casi la totalidad 
de la masa del átomo. 
•La corteza, zona que rodea 
al núcleo, donde están los 
electrones cargados 
negativamente. Estos 
electrones girarían en torno 
al núcleo y mantendrían 
grandes distancias entre sí. 
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MODELO ACTUAL
Partículas Subatómicas
Partícula Masa (uma) Masa (gramos) Carga*
(culombios)
Electrón 0,000549 (5,49 10-
4)
9,1095 10-28 -1,6 10-19
Protón 1,00728 1,6726 10-24 1,6 10-19
Neutrón 1,00867 1,6750 10-24 0
NUMERO ATÓMICO Y NÚMERO 
MÁSICO
 Número atómico (Z): 
Es el número de protones que tienen los núcleos de
los átomos de un elemento.
Todos los átomos de un elemento tienen el mismo
número de protones.
Como la carga del átomo es nula, el número de
electrones será igual al número atómico.
 Número másico(A):
Es la suma del número de protones y de neutrones.
NUMERO ATOMICO Y NUMERO 
MASICO
 La forma aceptada para denotar el 
numero atómico y el numero másico 
de un elemento X es: 
CONSECUENCIAS DE LA EXISTENCIA DEL
NÚMERO ATÓMICO
 Como el átomo es neutro, el número total de
electrones será igual al número atómico.
Nº protones = Z
Nº protones = Nº electrones
 La diferencia entre la masa total del átomo y la
que corresponde a los protones y electrones,
deberá corresponder a la masa neutra que
contenga el átomo.
Nº neutrones = A – Z
ISÓTOPOS
 Átomos que tienen el mismo número atómico, 
pero diferente número másico. 
 Por lo tanto la diferencia entre dos isótopos de 
un elemento es el número de neutrones en el 
núcleo. 
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Isótopos del Carbono Isótopos del Hidrógeno
ISOTOPOS
Otro ejemplo:
35
Cl = 17 protones; 17 electrones; 18 neutrones.
17
37
Cl = 17 protones; 17 electrones; 20 neutrones.
17
ESTRUCTURA ELECTRÓNICA 
 ¿Cuál era verdaderamente la distribución 
de los electrones alrededor del núcleo?
 ¿Cuál era su trayectoria?
MODELO DE LA MECÁNICA CUÁNTICA
 El electrón no se encontraría en una órbita (línea)
perfectamente determinada, sino dentro de una
zona del espacio alrededor del núcleo.
 Este espacio donde hay mayores probabilidades de
encontrar un electrón se denomina “ORBITAL”
NUMEROS CUANTICOS
 Los NUMEROS CUÁNTICOS describen el estado de los
electrones en los orbitales atómicos.
 Las propiedades de un electrón en un átomo quedan
totalmente determinadas por sus cuatro números
cuánticos.
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Número cuántico principal
 Indica el nivel energético donde se puede encontrar un
electrón.
 Indica la distancia del electrón con el núcleo.
 El valor del número cuántico principal n, toma valores
enteros (1, 2, 3...)
n
Número máximo de electrones permitidos por nivel de 
energía principal
Nivel de energía principal
n
Número máximo de electrones 
permitidos por nivel de energía = 
2n2
1 2 ( 1 )2 = 2
2 2 ( 2 )2 = 8
3 2 ( 3 )2 = 18
4 2 ( 4 )2 = 32
Número cuántico secundario 
o azimutal
 Nos da información acerca de la forma de los
orbitales.
 Especifica el subnivel de energía
l = 0,1,2,…( n – 1)
l
A cada valor de l se le asigna una letra
VALOR l LETRA (subnivel) Nº de electrones
0 s 2
1 p 6
2 d 10
3 f 14
Orbital s Orbital p Orbital d Orbital f
Cada tipo de orbital tiene su forma característica
Número cuántico magnético
Nos da información de acerca de la
orientación espacial del orbital e indica el
número de orbitales presentes en un
subnivel determinado.
m: -l .., 0 ,.. +l 
m
Ejemplo:
 Si el numero l=1, sabemos que corresponde
a subnivel p
 En este caso los valores posibles de m son
-1,0,+1
 Por lo tanto existirán 3 tipos de orbitales p
Se nombran: px , py, pz
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Número cuántico de spin
Nos da información acerca de la rotación del
electrón entorno a su propio eje.El electrón
genera un campo magnético al girar sobre si
mismo.
valores posibles: +1/2, -1/2
s
Interpretación simple de los números cuánticos
“Dos electrones en un átomo no pueden tener el
mismo conjunto de números cuánticos”. Al menos
uno de los cuatro números cuánticos debe ser
diferente.
Orbitales “s”
Orbitales “p”
Orbitales “p” (l=1) m(-1; 0; 1)
Orbitales “d”
Orbitales d (l =2) (m=-2,-1,0,+1,+2)
Orbitales “f”
http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Orbital_s.png
http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Orbital_s.png
http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Orbitales_p.png
http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Orbitales_p.png
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Orbitales de un átomo 
La distribución de los electrones en los orbitales de
un átomo, descripta por los números cuánticos, se
denomina:
CONFIGURACIÓN ELECTRONICA
del átomo
Configuración electrónica indica en qué orbitales se 
encuentran los electrones. 
Y se rige por determinadas reglas:
 Principio de Constitución (Aufbau)
 Principio de Exclusión de Pauli
 Principio de Máxima Multiplicidad de Hund
 Principio de Constitución (Aufbau)
“Los electrones irán 
ocupando los niveles 
de más baja energía 
en forma creciente”.
Principio de Exclusión de Pauli
Por tanto, en un orbital sólo caben dos electrones
que compartirían tres números cuánticos y se 
diferenciarían en el número cuántico de spin (s) 
“En un átomo no puede haber dos electrones
con los 4 números cuánticos iguales”.
 Principio de Máxima Multiplicidad de 
Hund
“Cuando se agregan electrones a una subcapa a
medio llenar, la configuración más estable es aquella
que tiene el mayor número de e- desapareados”.
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Escribiendo configuraciones electrónicas
 Conocer el número de electrones del átomo (Z =
p = e).
 Ubicar los electrones en cada uno de los niveles
de energía, comenzando desde el nivel más
cercano al núcleo.
 Respetar la capacidad máxima de cada subnivel
(orbital s = 2e, p =6e, d = 10e y f = 14e).
 Verificar que la suma de los superíndices sea
igual al número de electrones del átomo.
¿COMO REALIZAR UNA CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA?
Lo primero que se debe conocer, es el número atómico 
del elemento (Z)
Tabla periódica de los elementos
Los electrones se ubican primero en los orbitales de menor 
energía .
Luego se van completando los niveles sucesivos, siguiendo
un orden de llenado de orbitales .
Energía de los orbitales atómicos
n=1
n=2
n=3
n=4
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
5s
4d
Nivel principal de energía Subnivel
Regla de las diagonales
Si se siguen las diagonales, la dirección de las flechas te
darán el orden de la configuración electrónica, respetando
el Principio de Aufbau (siempre se deben colocar los
electrones en los orbitales de menor energía).
1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p6
Cada orbital tiene un máximo de dos electrones con
espín opuesto, lo que se traduce que:
 El subnivel s tiene como capacidad máxima 2
electrones.
 El subnivel p con tres orbitales, 6 electrones.
 El subnivel d con cinco orbitales, 10 electrones .
 El subnivel f con 7 orbitales, 14 electrones.
Capacidad de los orbitales atómicos
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Configuraciones Electrónicas Configuraciones Electrónicas