La química orgánica o química del carbono, es el estudio de las sustancias y compuestos orgánicos; es decir se basa en la combinación de los elementos carbono, hidrógeno y algunos otros como azufre y oxígeno en su estructura atómica. En efecto, los compuestos orgánicos constituyen las distintas formas de seres vivos en nuestro planeta.
A la luz de lo anterior, podemos afirmar que la química orgánica estudia la estructura, el comportamiento, las propiedades y los usos de los compuestos; entendiendo por compuestos químicos, los organismos vivientes y sus compuestos derivados, entre los que podemos mencionar: el carbono (C), el hidrógeno (H), el azufre (S), el oxígeno (O), el nitrógeno (N) y todos los elementos halógenos. Además, las sustancias orgánicas pueden estar compuestas también por otros elementos, tanto orgánicos como inorgánicos.
Origen de la química orgánica
Respecto al origen la química orgánica, debemos remontarnos a mediados del siglo XIX cuando nacen variadas teorías científicas acerca de los compuestos orgánicos. Sin embargo, los científicos coincidían en que los compuestos orgánicos provenían de restos o residuos de antiguos seres vivos.
No obstante, en 1828 el químico alemán Friedrich Wöhler advirtió que las sustancias inorgánicas, entre ellas, el cianato de amonio (CH4N2O) podían, mediante procesos químicos, convertirse en una sustancia orgánica, ejemplo de ello, la urea, sustancia que proviene de la orina de numerosos animales.
Para Wöhler la materia orgánica y la inorgánica podían tener un origen común, no relacionado necesariamente con la vida.
Clasificación de los compuestos orgánicos
Los compuestos orgánicos se clasifican de la siguiente manera:
Según la forma en que se producen o sintetizan, en:
- Los compuestos naturales. Son aquellos que pueden ser sintetizados tanto por organismos vivos, como por procesos naturales, sin intervención del ser humano. Como ejemplo de ello tenemos: proteínas, lípidos y ácidos nucleicos pueden ser sintetizados por organismos vivos, mientras que el petróleo se puede producir como resultado de procesos geológicos que demoran miles de años.
- Y, los compuestos sintéticos. Que son aquellos sintetizados por el hombre de manera artificial en laboratorios químicos. Ejemplo de estos: fármacos, colorantes, plásticos, entre otros productos.
Según el tipo de estructura:
- Hidrocarburos aromáticos. Son compuestos orgánicos cíclicos que tienen forma de anillo, este tipo de compuesto orgánico puede alternar un enlace simple con un enlace múltiple; este hecho provoca una deslocalización de los electrones sobre el anillo, lo que le confiere una gran estabilidad a este tipo de estructura. generalmente son derivados del benceno. Por ejemplo:
- Hidrocarburos alifáticos. Estos hidrocarburos no tienen carácter aromático. Pueden ser lineales o cíclicos. Como ejemplo:
- Compuestos organometálicos. Estos Son compuestos orgánicos conformados por átomos de carbono unidos covalentemente a uno o más átomos de un elemento metálico. Ejemplo de ello:
Los grupos funcionales de la química orgánica que tienen (-OH, O=C, -NH2), entre otros:
- Alcanos, alquenos y alquinos. Son hidrocarburos que contienen estructuras basadas en carbono e hidrógeno, aunque también pueden tener otros átomos enlazados. En los alcanos los átomos de carbono están enlazados por enlaces simples, en los alquenos por enlaces dobles y en los alquinos por enlaces triples. Por ejemplo:
- Alcoholes. Son hidrocarburos que tienen sustituido un hidrógeno por un grupo hidroxilo (-OH). Si varios grupos hidroxilos sustituyen varios hidrógenos, se llaman polialcoholes. Por ejemplo:
- Cetonas.Son compuestos orgánicos que tienen en su estructura un grupo carbonilo (O=C=) enlazado a dos átomos de carbono. Por ejemplo:
- Aldehídos. Son compuestos orgánicos que tienen en su estructura un grupo carbonilo (O=C=) enlazado a un átomo de hidrógeno y a un átomo de carbono. Por ejemplo:
- Ácidos carboxílicos.Son compuestos orgánicos que tienen en su estructura un grupo carboxilo (-COOH). Por ejemplo:
- Aminas.Son compuestos orgánicos cuya estructura deviene de sustituir uno o varios hidrógenos de la molécula de amoníaco (NH3), por determinados sustituyentes. Por ejemplo:
Según su tamaño o su peso molecular:
- Monómeros. Son unidades moleculares que se articulan mediante enlaces químicos para formar macromoléculas denominadas polímeros. Ejemplo de ello: la glucosa.
- Polímeros. Son macromoléculas compuestas por unidades moleculares de menor tamaño llamadas monómeros. Por ejemplo: la celulosa.
Procesos químicos más comunes
La química orgánica es aplicada en diversidad de procesos químicos, sean estos naturales o artificiales. Ejemplo de ello:
- La saponificación, proceso que se realiza para la fabricación del jabón a partir de grasas animales y vegetales.
- La fermentación y destilación de azúcares. Se lleva a cabo por microorganismos, para obtener alcoholes. Es usado en la fabricación de bebidas, solventes y diversos productos.
- La síntesis de almidones. Es el proceso que llevan a cabo las plantas durante su fotosíntesis, y que les sirve para almacenar carbohidratos en algodones por ejemplo.
- La industria petroquímica. A partir del petróleo, se fabricar sustancias tan distintas como el plástico, la gasolina, el benceno.
- La creación de antibióticos. Existen en la naturaleza hongos cuyos compuestos pueden acabar con ciertos tipos de bacterias.