Funciones Químicas Y Grupos Funcionales

Funciones Químicas

El carbono (C) está ubicado en la segunda hilera de la tabla periódica y tiene cuatro electrones de enlace en su envoltura de valencia. Al igual que otros no metales, el carbono necesita ocho electrones para completar su envoltura de valencia.

Por consiguiente, el carbono puede formar hasta cuatro enlaces con otros átomos (cada enlace representa uno de los electrones del carbono y uno de los electrones del átomo que se enlazan).

Cada valencia de electrón participa en el enlace, por consiguiente el enlace del átomo de carbono se distribuirá de modo uniforme sobre la superficie del átomo.

Estos enlaces forman un tetradrón (una pirámide con una punta en la parte superior), como se ilustra en la figura a la derecha.

La diversidad de los productos químicos orgánicos se debe a la infinidad de opciones que brinda el carbono para enlazarse con otros átomos. Los químicos orgánicos más simples, llamadoshidrocarburos, contienen sólo carbono y átomos de hidrógeno; el hidrocarburo más simple (llamado metano) contiene un solo átomo de carbono enlazado a cuatro átomos de hidrógeno.

 Pero el carbono también puede enlazarse con otros átomos de carbono adicionalmente al hidrógeno tal como se ilustra en el siguiente dibujo de la molécula etano (CH₃—CH₃)

Recordemos:

Cada grupo funcional determina las propiedades químicas de las sustancias que los poseen; es decir, determina su función química.

Entonces, se llama función química a las propiedades comunes que caracterizan a un grupo de sustancias que tienen estructura semejante; es decir, que poseen un determinado grupo funcional.

Existen funciones en la química inorgánica y en la química orgánica y para comprender el término función podemos hacer una analogía con el concepto de familia.

En una familia hay rasgos característicos que identifican a sus miembros, de la misma manera se podría afirmar que en las sustancias, tanto orgánicas como inorgánicas, existen agrupaciones de átomos, o  grupo funcional, que debido a sus características comunes poseen un comportamiento típico.

Si nos referimos a las funciones en química inorgánica, se pueden distinguir cinco grandes familias, las cuales poseen ramificaciones filiales y que se organizan de la siguiente manera:

1.- Óxidos: (Ácidos, Básicos, Neutros, Peróxidos y Superóxidos).

2.- Hidróxidos.

3.- Ácidos: (Hidrácidos y Oxácidos).

4.- Sales: (Haloideas y Oxisales (Neutras, Ácidas, Básicas y Dobles)).

5.- Hidruros: Metálicos y no Metálicos.

En tanto las funciones de la química orgánica son muchas más, destacándose entre todas la función hidrocarburo, porque de ella se desprenden todas las demás.

En química orgánica, dependiendo de si el grupo funcional característico posee átomos de oxígeno, de nitrógeno o es algún halógeno, la función química será oxigenada, nitrogenada o halogenada.

Los Grupos Funcionales Son

- Óxidos:

Oxido de Zinc: Se usa como pigmento e inhibidor del crecimiento de hongos en pinturas, como rellenador en llantas de goma y como pomada antiséptica en medicina.

Oxido de Magnesio: como antiácido para aliviar los malestares estomacales causados por el calor o la acidez estomacal.

Oxido cúprico: es usado como pigmento en cerámicas para producir azul, rojo, y verde (y, a veces, gris, rosa o negro). También es usado produce para producir soluciones cupraminosas, usadas en para producir rayon. También se usa, ocasionalmente, para suplemento dietario en animales, con deficiencia de cobre.

Oxido Nitroso: propiedades narcóticas , en la industria alimenticia se utiliza para hacer los alimentos (natas, yogures etc.) más espumosos, se utiliza también en las combustiones de los motores convencionales o en algunos cohetes.

Óxido férrico . En su estado natural es conocido como hematita. También es purificado para su uso como soporte de almacenamiento magnético en audio e informática. Esta es la forma de óxido comúnmente vista en hierros y estructuras de acero oxidadas que ataca desde puentes hasta carrocerías de automóviles y la cual es tremendamente destructiva.

Oxido de etileno: sustancia química manufacturada usada principalmente para fabricar glicol de etileno, y en cantidades muy pequeñas ( < 1% ) es usada para controlar insectos en ciertos productos agrícolas almacenados, y una cantidad muy pequeña se usa en hospitales para esterilizar equipo y abastecimientos médicos.

- Hidróxido:

Depende del hidroxido, aqui hay algunos usos de hidroxidos determinados :El hidróxido de calcio Ca (OH)2 es la cal apagada, muy usada en mezclas con ladrillos para levantar paredes y para pintarlas.

- El hidróxido de magnesio Mg (OH)2 y el hidróxido de aluminio Al(OH)3 son los antiácidos usados para aliviar la “acidez o ardor estomacal”, es decir, la indigestión ácida y malestares estomacales. Se combinan con el exceso ácido del estómago y se neutralizan.

- La soda cáustica es el hidróxido de sodio Na (OH); es un sólido blanco, higroscópico y cáustico, muy empleado en la fabricación de diversos productos, como: jabones, detergentes, papel, pasta de madera, fibras artificiales, aceites, colorantes, derivados del petróleo, etc

- Ácido:

Se caracteriza por tener en su estructura hidrógeno acompañado de un elemento no metálico y en ocasiones oxigeno por lo que se puede calcificar en:

Ácidos 

Hidrácidos De Un Alogenos 

El ácido fórmico, se utiliza, en los países en los que se encuentra autorizado, para conservar zumos de frutas, especialmente los que se van a utilizar después industrialmente. También para la conservación de ciertos encurtidos (pepinos) en Alemania. En este caso se usa sobre todo el formiato cálcico, que actúa a la vez como endurecedor.

El ácido acético, en su forma de vinagre, que es esencialmente una disolución de este ácido en agua, mas los aromas procedentes del vino y los formados en la acidificación, se utiliza como conservante al menos desde hace 5.000 años. Una gran parte del utilizado actualmente se obtiene por síntesis química. Como conservante es relativamente poco eficaz, con excepción de una aplicación específica en panadería y respostería, la evitación de la alteración conocida como "pan filante". También es eficaz contra algunos mohos.

El ácido carbónico ha contribuido a la protección de gaseosas desde su origen, aunque lo ignoraran los fabricantes. Este producto es poco eficaz como conservante, siendo esta propiedad un simple complemento de sus efectos estéticos y organolépticos (confiere sabor ácido y una pungencia característica a las bebidas). Al desplazar al oxígeno actúa también como antioxidante. Se utiliza en el envasado de queso o de carne en atmósfera controlada para la venta al detalle, y también para producir bebidas refrescantes gasificadas.

El ácido propiónico, un ácido graso de cadena corta, y sus sales, se usan como conservantes alimentarios desde los años cuarenta, especialmente en panadería. Es el más efectivo contra los mohos de todos los conservantes, pero poco eficaz contra levaduras y bacterias, con alguna excepción. Se utilizan especialmente las sales, ya que el ácido tiene un olor muy fuerte. Son conservantes baratos. Es un conservante fundamental en la fabricación del pan de molde, estando autorizado para ello en la mayoría de los países. Esta aplicación por si sola hace que, si se exceptúa la sal común, sea el conservante más utilizado en el mundo. También se utiliza en algunos productos de repostería.

El ácido cítrico y sus sales están diversificando su aplicación, sustituyendo materias primas importadas, y es así como hoy en día ve su uso en renglones industriales tan importantes como la industria de detergentes biodegradables. Las ventajas principales de los citratos en las formulaciones de detergentes son su biodegradabilidad y la facilidad de tratamiento, particularmente en formulaciones que contienen zeolita.

El ácido clorhídrico en la industria alimentaría se utiliza por ejemplo en la producción de la gelatina disolviendo con ella la parte mineral de los huesos. En metalurgia a veces se utiliza para disolver la capa de óxido que recubre un metal, previo a procesos como galvanizado, extrusión, u otras técnicas.

El ácido tartárico se usa a escala industrial en la preparación de bebidas efervescentes, en algunas de sus formas el ácido tartárico se usa como condimento para la comida, también se utiliza en fotografía y barnices y como una variante de la sal de Rochelle como laxante suave.

El ácido adipico se utiliza en la fabricación de fibras textiles e industriales.

El ácido benzoico se emplea como conservante de alimentos es util contra levaduras, bacterias y mohos.

El ácido ascórbico o vitamina C, es un antioxidante, antigripal, sicatrizante.

El ácido arsenioso es administrado en síndrome anémica en bovinos.

El ácido acetilsalicilico, es la aspirina, cuya función es analgésica, antiporética, antiagregante plaquetario y antiinflamatorio.

El ácido fosfórico se utiliza en la fabricación de fertilizantes, en la refinación de petróleo, producción de pigmentos, tratamiento del acero, extracción de metales no ferrosos, manufactura de explosivos, detergentes, plásticos y fibras.

El ácido sulfúrico se utiliza como medio de reacción en procesos químicos y orgánicos y petroquímicos involucrando reacciones como nitraciones, condensaciones y deshidrataciones.

El ácido ditionoso o hiposulfito sódico tiene un gran poder reductor utilizándose en la industria de colorantes para adherir el índigo y otros colorantes insolubles a las fibras de los tejidos.

El ácido oxálico empleado como quita mancha.

El ácido hipocloroso es un fuerte desinfectante capaz de destruir la mayoría de los organismos en menos de 2 segundos.

El ácido fólico tiene acción antianémica.

El ácido bórico, uso en esmaltes : para la fabricación de superficies duras, durables y fácilmente lavables de cocinas, lavarropas, heladeras, bañeras, estufas, hornos, chapas para nomenclaturas de calles, etc.

El ácido málico se emplea en medicina y por su aroma agradable se usa en productos alimenticios.

- Sales:

Son compuestos ternarios constituidos por un no metal, oxígeno y metal. Se obtienen por neutralización total de un hidróxido sobre un ácido oxoácido. La reacción que tiene lugar es:

ÁCIDO OXOÁCIDO + HIDRÓXIDO --> SAL NEUTRA + AGUA

La neutralización completa del ácido por la base lleva consigo la sustitución de todos los iones hidrógeno del ácido por el catión del hidróxido, formándose además agua en la reacción. Puede, pues, considerarse como compuestos binarios formados por un catión (proveniente de la base) y un anión (que proviene del ácido).

En la fórmula se escribirá primero el catión y luego el anión. Al leer la fórmula el orden seguido es el inverso.Para nombrar las sales neutras, basta utilizar el nombre del anión correspondiente y añadirle el nombre del catión, según hemos indicado anteriormente.

Si el anión tiene subíndice, se puede expresar con los prefijos multiplicativos bis, tris, tetrakis, pentakis, etc. No obstante, si se indica la valencia del metal no son precisos estos prefijos, pues queda suficientemente clara la nomenclatura del compuesto

Para mas datos sobre el tema aquí les dejamos un vídeo que explica todo lo de arriba

BIBLIOGRAFIA:

http://espanol.answers.yahoo.com/question/index?qid=20070828191244AAtpTGT

http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/Funcion_quimica.html

http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/grupos_funcionales.html

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