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 C_2​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 (≡).

Ejemplos Resueltos

Ejemplo A: El caso del Carbono saturado (C2​Hx​)

Si tenemos dos carbonos unidos por un enlace simple:

• C−C
• Cada carbono ha usado 1 enlace. Le faltan 3 a cada uno.
• Añadimos 3 hidrógenos a cada lado: H₃​C−CH_3​
• Resultado: C_2​H₆​ (Etano).
• Pares libres: No hay

Ejemplo B: El Nitrógeno y el «ajuste» de Hidrógenos (C₂​H₅​N)

Si el ejercicio te pide exactamente 5 hidrógenos, el «truco» es introducir un doble enlace para reducir la cantidad de hidrógenos necesarios.

• Esqueleto con doble enlace: Dibujas C=C−N.
• Reparto de enlaces (Valencias):
  • Primer Carbono (CH₂​): Tiene un doble enlace con el otro C (2 enlaces). Le faltan 2 hidrógenos para llegar a 4.
  • Segundo Carbono (CH): Tiene un doble enlace con el primer C (2) y un enlace simple con el N (1). Total = 3 enlaces. Le falta 1 hidrógeno para llegar a 4.
  • Nitrógeno (NH₂​): Tiene un enlace simple con el C (1). Le faltan 2 hidrógenos para llegar a 3.
• Conteo final: 2H+1H+2H=5 hidrógenos.
• Resultado: Etenilamina CH₂=CH-NH₂
• Pares libres: 1 par sobre el Nitrógeno.

 

Ejercicios Propuestos (Con solución)

Halla «X» y dibuja las estructuras y nombres según correspondan en cada caso:

Ejercicio 1: C_3​Hx​

• Razonamiento: Tres carbonos en fila: C−C−C.
• C1: necesita 3 H | C2: necesita 2 H | C3: necesita 3 H.
• Solución: x=8.
• Fórmula: C₃​H₈​ (Propano).
• Pares libres: No presentan

¿Existen otras moléculas posibles? Si es así, realízalas.

Ejercicio 2: C₂​H₄​Ox​

• Razonamiento: Si tenemos 2 carbonos y solo 4 hidrógenos, hay un doble enlace.
• Estructura: CH₃​−C(=O)−OH.
• Solución: x=2. Es el Ácido Acético.
• Pares libres: El oxígeno del doble enlace tiene 2 pares, y el oxígeno del OH tiene 2 pares. (Total 4).

¿Existen otras moléculas posibles? Si es así, realízalas.

Ejercicio 3: CHx​N

Razonamiento: Un carbono unido a un nitrógeno. Para que el C tenga 4 y el N tenga 3, lo más estable es un triple enlace: H−C≡N.

• Solución: x=1. (Cianuro de hidrógeno).
• Pares libres: El nitrógeno tiene 1 par libre

¿Existen otras moléculas posibles? Si es así, realízalas.