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T8: Química orgánica
Grupos funcionales y reactividad
Teoría
2023 · Extraordinaria · Reserva
B4
Examen

Considere los siguientes tipos de compuestos orgánicos: éteres, alcoholes, cetonas, aminas y ácidos carboxílicos.

a) Justifique cuál o cuáles formarán enlaces de hidrógeno en estado líquido entre moléculas del mismo tipo.b) ¿Cuál o cuáles pueden dar lugar a alquenos por deshidratación? Escriba un ejemplo de esta reacción.c) ¿Cuál o cuáles presentan un grupo carbonilo en su estructura?
Enlace de hidrógenoDeshidratación de alcoholesGrupo carbonilo
a) Justifique cuál o cuáles formarán enlaces de hidrógeno en estado líquido entre moléculas del mismo tipo.

Para que se establezcan enlaces de hidrógeno entre moléculas de la misma sustancia, es necesaria la presencia de un átomo de hidrógeno unido covalentemente a un átomo muy electronegativo y de pequeño volumen, específicamente flúor, oxígeno o nitrógeno (F, O, N). En este caso, los alcoholes (ROH\ce{R-OH}), las aminas primarias o secundarias (RNHX2\ce{R-NH2}, RNHRX\ce{R-NH-R'}) y los ácidos carboxílicos (RCOOH\ce{R-COOH}) presentan enlaces OH\ce{O-H} o NH\ce{N-H}, lo que permite la formación de estas interacciones intermoleculares. Los éteres (RORX\ce{R-O-R'}) y las cetonas (RCORX\ce{R-CO-R'}) poseen átomos de oxígeno, pero carecen de hidrógeno unido directamente a ellos, por lo que no pueden formar enlaces de hidrógeno entre sus propias moléculas.

b) ¿Cuál o cuáles pueden dar lugar a alquenos por deshidratación? Escriba un ejemplo de esta reacción.

Los alcoholes son los compuestos que, mediante un proceso de eliminación catalizado por un ácido fuerte (como el HX2SOX4\ce{H2SO4}) y calor, sufren una deshidratación para formar alquenos. En esta reacción se pierde el grupo hidroxilo y un átomo de hidrógeno de un carbono contiguo. Un ejemplo representativo es la deshidratación del etanol para producir eteno:

CHX3CHX2OH>[HX2SOX4][Δ] CHX2=CHX2+HX2O\ce{CH3-CH2OH} -> \ce{[H2SO4][\Delta] CH2=CH2 + H2O}
c) ¿Cuál o cuáles presentan un grupo carbonilo en su estructura?

El grupo carbonilo consiste en un átomo de carbono unido a un átomo de oxígeno mediante un doble enlace (C=O\ce{C=O}). Entre los compuestos citados, presentan este grupo las cetonas (donde el grupo carbonilo se encuentra en un carbono secundario) y los ácidos carboxílicos (donde el grupo carbonilo forma parte del grupo funcional carboxilo, COOH\ce{-COOH}, estando unido también a un grupo hidroxilo en el mismo carbono).