1ºOPERACIONES DE LABORATORIO QUÍMICA APLICADA
Tema 9: Propiedades y reactividad de los grupos
funcionales
Propiedades físicas de los grupos funcionales
Las propiedades físicas de los compuestos orgánicos informan sobre su
estructura química, de tal forma que, conociendo o comparando diferentes
propiedades físicas de uno o varios compuestos pueden llegarse a predecir, el
grupo funcional del compuesto.
Las propiedades físicas para identificar compuestos orgánicos o grupos
funcionales son:
Solubilidad en agua (o disolventes polares)
Solubilidad en disolventes apolares.
Puntos de fusión o ebullición
Estado físico.
Densidad
Todas estas propiedades dependen, principalmente, de las fuerzas
intermoleculares que mantienen unidas las diferentes moléculas del compuesto
orgánico. A su vez, las fuerzas intermoleculares dependen de la masa, de la
forma y de la polaridad de la molécula.
También son diferentes las propiedades, no solo del grupo funcional, sino que,
dentro de un mismo grupo funcional, la masa molecular y diferentes
propiedades (ramificaciones, compuesto cíclico o lineal, posición del grupo
funcional en la cadena, etc.) influyen en el valor de las propiedades.
Las propiedades químicas se refieren a las reacciones químicas más
importantes que se producen en cada grupo funcional y que sirven para
caracterizaros, identificarlos o diferenciarlos entre compuestos dentro de un
mismo grupo funcional, por ejemplo diferenciar un alcohol primario de otro
secundario
Propiedades físicas de hidrocarburos alifáticos
Tienen propiedades parecidas, al estar formados únicamente por átomos de
carbono y de hidrogeno, sus enlaces covalentes son muy poco polares y, por
tanto, las moléculas son predominantemente poco polares
a) Solubilidad:
Al ser sus moléculas poco polares, son insolubles en agua o en disolventes
polares. En cambio, son solubles en compuestos apolares o poco polares. Al
mismo tiempo, los hidrocarburos son buenos disolventes para otros
compuestos apolares, como las gras y los aceites.
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b) Estado físico:
A temperatura ambiente depende del balance entre las fuerzas de atracción y
de dispersión entre las diferentes moléculas.
Los alcanos de pocos átomos de carbono, de uno a cuatro, son gases. A partir
de 5 átomos de carbono, las interacciones dipolo-dipolo instantáneos aumentan
porque aumentan el número de enlaces C-C y C-H, por lo que las moléculas se
mantienen fijas. Por este motivo, los alcanos entre 5 y 18 átomos de carbono
son líquidos y a partir de 18 átomos son sólidos.
En el caso de los alquenos y alquinos, la variación de su estado físico a
temperatura ambiente es similar a la de los alcanos.
c) Densidad
Los hidrocarburos gaseosos son muy baja y parecida a todos ellos. Aumenta
en los hidrocarburos líquidos conforme aumenta el número de átomos de
carbono, pero en todos ellos es inferior a la del agua. La presencia de
insaturaciones hace variar muy poco el valor de densidad a igualdad de átomos
de carbono.
d) Punto de fusión y punto de ebullición
Al aumentar el número de átomos de carbono aumenta también la masa
molecular y las interacciones entre las moléculas, lo que provoca un aumento
del punto de fusión y ebullición a medida que aumenta la longitud y la superficie
de la cadena.
En los alquenos y alquinos, el doble y el triple enlace son más rígido que el
simple enlace de los alcanos. Esta rigidez impide que las diferentes moléculas
se acoplen entre si y, sus puntos de fusión y ebullición son menores que en los
alcanos de igual número de átomos de carbono.
Cuando un hidrocarburo presenta ramificaciones, disminuye la superficie de la
molécula, por lo que, a igualdad de masa molecular o número de átomos de
carbono, el hidrocarburo ramificado tiene un punto de fusión y de ebullición
menores que el hidrocarburo no ramificado
Propiedades físicas de los hidrocarburos cíclicos
Las propiedades de los hidrocarburos alifáticos cíclicos son muy parecidas a
las acíclicos de igual número de átomos de carbono.
Son insolubles en agua y en sus puntos de fusión y de ebullición aumentan al
aumentar el tamaño del ciclo. Además, son más altos que los de los
hidrocarburos lineales porque sus estructuras están más compactas. Por esa
misma razón, sus densidades son un poco mayores.
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