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• Lalo Paredes Castillo

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Carbono La química orgánica es la química de los compuestos del carbono. ¿Qué tienen de especial los compuestos del carbono que justifiquen su separación de los de todos los demás elementos del Sistema Periódico? Parcialmente, al menos, la respuesta es que hay muchísimos compuestos del carbono y sus moléculas pueden ser muy grandes y complejas. El número de compuestos que contienen carbono es varias veces mayor que el número de substancias que no lo contienen. Estos materiales orgánicos han sido divididos en familias que, en general, no tienen equivalentes entre los inorgánicos. Los átomos de carbono pueden unirse entre sí hasta un grado que es imposible para átomos de cualquier otro elemento. Pueden formar cadenas de miles de átomos o anillos de todos los tamaños; estas cadenas y anillos pueden tener ramificaciones y uniones cruzadas. A los carbonos de estas cadenas y anillos se unen otros átomos: principalmente hidrógeno y además también flúor, cloro, bromo, yodo, oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo y muchos otros. Cada arreglo atómico diferente corresponde a un compuesto distinto y cada compuesto tiene su conjunto de características químicas y físicas. Tipos de enlace Tanto los enlaces iónicos como los covalentes surgen de la tendencia de los átomos de alcanzar la configuración electrónica estable. Se alcanza la estabilidad máxima cuando se completa la capa externa. El enlace iónico resulta de la transferencia de electrones, como por ejemplo, en la formación de fluoruro de litio. Un átomo de litio tiene dos electrones en su capa interna y uno en su capa de valencia externa; la pérdida de un electrón dejaría al litio con una capa externa completa con dos electrones. Un átomo de flúor tiene dos electrones en su capa interior y siete en su capa de valencia; la ganancia de un electrón daría al flúor una capa externa completa con ocho electrones. Se forma el fluoruro de litio por la transferencia de un electrón del litio al flúor: el litio ahora tiene una carga positiva y el flúor, una negativa. La atracción electrostática entre iones de carga opuesta se denomina enlace iónico. El enlace covalente resulta del compartir electrones, como, por ejemplo, en la formación de la molécula de hidrógeno. Cada átomo de hidrógeno tiene un solo electrón; compartiendo un par de electrones, ambos hidrógenos pueden completar sus capas de dos. Para que se forme un enlace covalente, deben ubicarse dos átomos de manera tal que un orbital de uno de ellos traslape uno del otro; cada orbital debe contener solamente un electrón. Cuando sucede esto, ambos orbitales atómicos se combinan para formar un solo orbital de enlace ocupado por ambos electrones, los que deben tener espines opuestos, es decir, deben estar pareados.

Algunos enlaces covalentes presentan polaridad. Dos átomos unidos por un enlace covalente comparten electrones y sus núcleos son sujetados por la misma nube electrónica; pero, en la mayoría de los casos, estos núcleos no comparten los electrones por igual: la nube es más densa en torno a un átomo que al otro. En consecuencia, un extremo del enlace es relativamente positivo. Se dice que éste es un enlace polar o que posee polaridad. Acidez y Basicidad. De acuerdo a la definición de Lowry – Bronsted, un ácido es una substancia que entrega un protón y una base, uno que lo acepta. Según la definición de Lowry – Bronsted, la fuerza de un ácido depende de su tendencia a entregar un protón y la de una base de su tendencia a aceptarlo. Según la definición de Lewis, una base es una substancia que puede suministrar un par de electrones para formar un enlace covalente y un ácido una que puede recibir un par de electrónico para formar un enlace covalente. De este modo, un ácido es un aceptor de pares electrónicos y una base un donante de pares electrónicos. Para ser ácida en el sentido de Lowry – Bronsted, una molécula debe contener, desde luego, hidrógeno. Para que una molécula sea ácida en el sentido de Lewis, deber ser deficiente en electrones; específicamente, buscaríamos en ella un átomo con sólo un sexteto electrónico. Para ser básica, tanto en el sentido de Lowry – Bronsted como en el de Lewis, una molécula debe disponer de un par de electrones para compartirlo. pKa es la fuerza que tienen las moléculas de disociarse (es el logaritmo negativo de la constante de disociación ácida de un ácido débil). pKa = - log Ka Una forma conveniente de expresar la relativa fortaleza de un ácido es mediante el valor de su pKa, que permite ver de una manera sencilla en cambios pequeños de pKa los cambios asociados a variaciones grandes de Ka. Valores pequeños de pKa equivalen a valores grandes de Ka (constante de disociación) y, a medida que el pKa decrece, la fortaleza del ácido aumenta. Un ácido será más fuerte cuanto menor es su pKa y en una base ocurre al revés, que es más fuerte cuanto mayor es su pKa.

Bibliografía. Química Orgánica. Morrison, Robert Thornton, Boyd Robert Neilson. Fondo Educativo Interamericano.