Categoría: <span>Guía de Estudios</span>

Proyecciones de Newman: La visión 3D

En química orgánica, no basta con saber qué átomos están conectados; la orientación espacial de esos átomos (su conformación) es crucial. Las moléculas no son estáticas; giran constantemente alrededor de sus enlaces simples. Para entender esta «danza», los químicos usan las Proyecciones de Newman.

¿Qué son las Proyecciones de Newman?

Son una forma de representar las conformaciones de una molécula observando a lo largo de un enlace carbono-carbono específico. Nos permiten visualizar los grupos unidos a esos dos carbonos y cómo interactúan entre sí.

  • La Visión: Imagina que miras directamente por encima de un enlace C-C.
    • El carbono frontal se representa como un punto en el centro.
    • El carbono trasero se representa como un círculo grande que rodea el carbono frontal.
    • Los grupos unidos a cada carbono se dibujan saliendo de ese punto o círculo.

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Grupos Funcionales en Química Orgánica: Guía para Identificarlos

Los grupos funcionales son átomos o grupos de átomos que determinan las propiedades químicas de una molécula.

Los Hidrocarburos 

Son los más sencillos, formados solo por carbono e hidrógeno.

  • Alcanos: Solo enlaces simples (C-C). Son estables.
  • Alquenos: Tienen al menos un enlace doble (C=C).
  • Alquinos: Tienen un enlace triple (C≡C).

 

Grupos oxigenados

Aquí es donde la estructura se vuelve interesante y define olores y sabores:

  • Alcoholes: Tienen el grupo Hidroxilo (-OH). Ej: Etanol.
  • Aldehídos: Grupo Carbonilo (C=O) al final de la cadena.
  • Cetonas: Grupo Carbonilo (C=O) en el medio de la cadena.
  • Ácidos Carboxílicos: Grupo Carboxilo (-COOH). Son los que dan el toque ácido.

 

Grupos Nitrogenados
  • Aminas: Derivadas del amoníaco (contienen -NH2, -NH o -N).
  • Amidas: Un grupo carbonilo unido a un nitrógeno.

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¿Quién tiene los electrones? Una guía sencilla sobre Cargas Formales

En el mundo de la química, a menudo dibujamos moléculas y damos por hecho que los electrones se reparten de forma equitativa. Sin embargo, para entender cómo reaccionan las sustancias, necesitamos llevar una «contabilidad electrónica». Aquí es donde entra la Carga Formal.

¿Qué es la Carga Formal?

La carga formal es una herramienta que usamos los químicos para saber si un átomo dentro de una molécula tiene más o menos electrones de los que debería tener en su estado natural. No es una carga real como la de un ion, sino una forma de evaluar la estabilidad de nuestras estructuras de Lewis.

La Fórmula Maestra

Para calcularla, solo necesitas esta sencilla fórmula:

Carga Formal = (e de valencia) –  (e de enlace) ÷ 2  – (e libres)

Tip para principiantes: Si no quieres dividir, simplemente cuenta los puntos (electrones libres) y las rayitas (enlaces) que tocan al átomo:

C.F. = Valencia – Rayitas – Puntos

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Predicción de reacciones ácido-base usando valores de pKa

Los valores de pKa son importantes porque nos permiten predecir si una reacción realmente va a ocurrir o si se quedará «quieta». La clave aquí es comparar la fuerza de los ácidos usando el valor de pKa​.

Pasos para resolver los ejercicios
  1. Identificar los ácidos. Para ello debemos saber que los ácidos de Bronsted-Lowry son aquellos que donan un protón de hidrógeno y los ácidos conjugados son aquellos que resultan cuando la base acepta el protón de hidrógeno.
  2. Comparar los ácidos usando los valores de pKa.
  3. Analizar los valores de pKa y determinar sí la reacción química es o no posible.

Para ello debemos tomar en cuenta lo siguiente:

  • Ácido fuerte → pKa​ bajo.
  • Ácido débil → pKa​ alto.
 La Regla de Fundamental para Predecir Reacciones

En química, la naturaleza es «perezosa», es decir, siempre prefiere ir de lo más inestable (fuerte/reactivo) a lo más estable (débil/tranquilo). Por eso, el equilibrio siempre favorece la formación del ácido más débil (el que tiene el pKa​ más alto).

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Mini-Evaluación: Estructura y Valencia

1. El Detective de Enlaces

Completa el valor de «x» para que las siguientes moléculas cumplan con las reglas de valencia (C=4, N=3, O=2, H=1):

  • a) (Cadena lineal con enlaces simples):
  • b) (Un carbono con un cloro):
  • c) (Con un doble enlace Carbono-Oxígeno ):
2. «Donde están las orejas»

En las siguientes estructuras, dibuja todos los pares de electrones no enlazantes (los pares libres):

  • Agua:
  • Amoníaco:

 

 

 

  • Metanol:
  • Bromuro de hidrógeno: H
3. ¿Es posible?

Explica brevemente por qué la molécula no puede existir en condiciones normales:


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Predicción de Fórmulas y Estructuras Orgánicas

La Regla de Oro (Las Valencias)

Para armar cualquier molécula, primero debemos saber cuántos «brazos» (enlaces) tiene cada átomo. Si sobran o faltan brazos, la molécula es inestable o imposible.

Átomo Símbolo Enlaces Pares Libres
Carbono C 4 0
Nitrógeno N 3 1
Oxígeno O 2 2
Hidrógeno H 1 0
Halógenos (Cl, Br, I) X 1 3
 Metodología para resolver los ejercicios

Cuando te dan una fórmula incompleta (como C2​HxN), sigue estos pasos:

  1. Dibuja el esqueleto: Une los átomos de Carbono y los heteroátomos (N, O) con enlaces simples primero.
  2. Satura con Hidrógenos: Añade hidrógenos hasta que cada átomo complete sus enlaces.
  3. Prueba enlaces múltiples: Si el número de hidrógenos no te cuadra con lo que pide el ejercicio, intenta cambiar un enlace simple por uno doble (=) o triple (≡).

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Conociendo las mezclas y cómo separarlas

En la vida diaria estamos rodeados de mezclas: el jugo que tomamos, el aire que respiramos, la ensalada que comemos. La química nos ayuda a entender qué tipo de mezcla es cada una y cómo podemos separarlas usando métodos sencillos.

Tipos de mezclas
  • Mezclas homogéneas: tienen una apariencia uniforme, no se distinguen sus componentes a simple vista.
     Ejemplo: agua con azúcar, jugo de limón, aire.
  • Mezclas heterogéneas: se distinguen sus componentes, no están distribuidos de manera uniforme.
    Ejemplo: ensalada, agua con arena, cereal con leche.

 

Métodos de separación con ejemplos cotidianos
Filtración
  • Qué es: separar sólidos de líquidos usando un filtro.
  • Ejemplo: colar pasta para separar los fideos del agua.

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Reacciones ácido-base en la vida diaria. Ejemplos

Las reacciones ácido-base están presentes en nuestra vida diaria de formas tan comunes que a menudo pasan desapercibidas. Desde la cocina hasta la limpieza del hogar, estos procesos químicos son esenciales para mantener el equilibrio en nuestro entorno.

¿Qué son las reacciones ácido-base?

Una reacción ácido-base ocurre cuando un ácido (sustancia capaz de donar protones H⁺) interactúa con una base (sustancia capaz de aceptarlos). El resultado más típico es la neutralización, que produce una sal y agua.

Ejemplo clásico:

HCl (ácido clorhídrico) + NaOH (hidróxido de sodio) → NaCl (sal) + H2O

Ejemplos cotidianos de reacciones ácido-base
En la cocina
  • Jugo de limón (ácido cítrico) + bicarbonato de sodio (base): reacción efervescente que libera dióxido de carbono. Se usa en repostería para esponjar masas.
  • Vinagre (ácido acético) + bicarbonato: reacción que produce burbujas de CO₂, útil en experimentos caseros como el “volcán químico”.
En la limpieza
  • Jabones y detergentes: contienen bases que neutralizan ácidos grasos, permitiendo eliminar la grasa de superficies.
  • Lejía (hipoclorito de sodio, base) + manchas ácidas: la neutralización ayuda en la desinfección y limpieza profunda.

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La química de la melaza y su comportamiento al calentarse

melaza
Imagen extraída de: https://rumporter.com/en/molasses-in-all-its-states/

La melaza es un subproducto de la industria azucarera, resultado de la cristalización repetida de la sacarosa en el jugo de caña. Se caracteriza por ser un líquido denso, oscuro y muy viscoso, rico en azúcares (sacarosa, glucosa, fructosa), compuestos nitrogenados, sales minerales y melanoidinas.
Su comportamiento físico es fascinante: cuando está fría parece casi sólida, pero al calentarla fluye con facilidad. La explicación está en la química de la viscosidad.

Composición química de la melaza
  • Azúcares: sacarosa, glucosa, fructosa, rafinosa.
  • Compuestos derivados del calor: caramelos y melanoidinas (productos de la reacción de Maillard).
  • Sales minerales: potasio, calcio, magnesio.
  • Otros compuestos: gomas, polisacáridos y ácidos orgánicos.

Esta mezcla compleja le da a la melaza su color oscuro, sabor intenso y textura espesa.

Propiedades reológicas

La melaza se comporta como un fluido no newtoniano pseudoplástico:

  • Su viscosidad no es constante, depende de la temperatura y de la velocidad de deformación.
  • A bajas temperaturas, las moléculas de azúcar y compuestos coloidales forman una red densa que dificulta el movimiento.
  • Al aumentar la temperatura, esa red se rompe y las moléculas se mueven con mayor libertad.

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Guía de estudios: Solubilidad y producto de solubilidad (Kps)

El producto de solubilidad (Kps) es una constante que indica hasta qué punto una sal poco soluble puede disolverse en agua. Se define como el producto de las concentraciones molares de los iones en equilibrio, cada una elevada a su coeficiente estequiométrico.

Ejemplo paso a paso

Ejercicio:

Calcular la solubilidad molar del (CaF2) en agua a 25 °C, dado que:
Kps = 3.9 x 10-11

Paso 1: Escribir la disociación

 

CaF2 (s) ↔ Ca2+ (aq) + 2F (aq)

 

Paso 2: Definir la solubilidad

Sea (s) = solubilidad molar de (CaF2).

  • [Ca²⁺] = (s)
  • [F⁻] = (2s)

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