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El carbono es la figura principal en la química orgánica y su combinación con otros átomos es tan variada que permite la formación de compuestos muy diversos, los cuales son empleados por los seres humanos con la finalidad de producir diferentes productos.

Compuesto orgánico

Es aquel compuesto formado por enlaces del tipo carbono-carbono y carbono-hidrógeno. En algunas ocasiones este tipo de molécula puede contener átomos de oxígeno, nitrógeno, fósforo, nitrógeno y otros elementos como los halógenos. La mayoría de los compuestos orgánicos se produce de forma artificial, aunque existen algunos que se extraen naturalmente.

La disciplina que se encarga de estudiar los compuestos orgánicos o compuestos de carbono es la química orgánica. El carbono es un elemento muy particular porque puede formar más compuestos que el resto de los elementos, esto se debe a su capacidad de unirse entre sí para formar cadenas lineales y ramificadas.

Los hidrocarburos

Son compuestos orgánicos que se encuentran conformados solamente por átomos de carbono e hidrógeno. Presentan una especie de estructura principal o armazón de átomos de carbono a los que se encuentran enlazados los átomos de hidrógeno.

Tipos de hidrocarburos

Los hidrocarburos se clasifican en alifáticos (cuando se presentan en cadenas abiertas) y en aromáticos (conformados por hidrocarburos cíclicos).

• Hidrocarburos alifáticos

Alcanos: contienen enlaces sencillos de carbono-carbono, por esta razón son los hidrocarburos más simples. Los cuatro primeros alcanos (metano, etano, propano y butano) se usan principalmente con fines de calefacción y para cocinar los alimentos. Los alcanos también se emplean como disolventes de sustancias no polares como las grasas.

Alquenos: contienen al menos un doble enlace entre dos átomos de carbono y se los conoce también como olefinas. El etileno o eteno se emplea en la maduración de frutos verdes y también se usan con propósitos industriales para sintetizar otros compuestos como el cloruro de vinilo.

Alquinos: contienen por lo menos un triple enlace entre un par de átomos de carbono. Uno de los alquinos más usados es el acetileno o etino, que se emplea en la soldadura a gas como combustible y para la obtención de PVC (policloruro de vinilo).

• Hidrocarburos aromáticos

Son compuestos orgánicos cíclicos (cadenas cerradas) y su nombre proviene de los intensos olores que tienen. A pesar de que muchos de los hidrocarburos aromáticos son cancerígenos y de alta toxicidad, sus aplicaciones son muy amplias, desde la fabricación de hormonas y vitaminas hasta la elaboración de tintes y perfumes.

Hidrocarburos sustituidos

A partir de la sustitución de uno o varios átomos presentes en los hidrocarburos por otro átomo o grupo de átomos (grupo funcional) se pueden producir todos los compuestos orgánicos conocidos. De esta forma se puede obtener un aldehído si se sustituye en un alcano el átomo de hidrógeno enlazado al carbono terminal por un átomo de oxígeno. En estos casos se habla de hidrocarburos sustituidos.

Tipos de hidrocarburos sustituidos

De acuerdo al átomo o grupo funcional que se sustituya en el compuesto, se pueden clasificar en tres tipos de hidrocarburos sustituidos, de los cuales se señalan los compuestos representativos más comunes:

• Oxigenados

Alcoholes: son alifáticos que presentan al menos un grupo hidroxilo (-OH) dentro de la cadena carbonada. Los alcoholes son usados principalmente en la industria como disolventes de pinturas, barnices y lacas. También se usan para fabricación de tintes, líquidos anticongelantes, plásticos y para sintetizar el formaldehído.

Fenoles: son compuestos aromáticos que contienen al grupo funcional hidroxilo (-OH). Los fenoles se emplean en la industria química y farmacéutica, como bactericida, fungicida y antiséptico.

Éteres: Los éteres presentan la configuración R-O-R’ como grupo funcional, en donde los radicales pertenecen al grupo de los alquilos (alcano que ha perdido un átomo de hidrógeno) pueden ser iguales o distintos. Se usan como disolvente de sustancias orgánicas, en la fabricación de pegamentos y la producción de medicamentos.

Aldehídos: son aquellos compuestos que presentan al grupo cabonilo (-C=O) unido a un extremo de la cadena carbonada. El principal uso de estos compuestos es para la fabricación de resinas, también son usados como somníferos. El etanal se usa como producto de partida para elaborar plásticos, lacas y pinturas.

Cetonas: se forman al sustituir al menos un grupo CH₂ en el interior de la cadena carbonada por el grupo carbonilo (-C=O). Estos compuestos se encuentran presentes en la naturaleza como en la testosterona y progesteronas, hormonas sexuales masculina y femenina respectivamente. Se usan principalmente como solventes en las formas de acetona y metil-etil-cetona.

Ésteres: están formados por los compuestos en los que un grupo funcional sustituye a uno o más átomos de hidrógenos en un ácido oxigenado, es decir, un ácido formado por un grupo OH- a partir del cual el átomo de hidrógeno se puede disociar como un ión de protón. Compuestos como el salicilato de metilo se usan en la fabricación de perfumes y de caramelos.

Ácidos carboxílicos: son compuestos formados por uno o más grupos carboxilo (-COOH) y uno de sus representantes es el ácido etanoico o ácido acético que en estado diluido se emplea en el vinagre de uso doméstico. También se usan como solvente de lacas y resinas.

• Nitrogenados

Aminas: son compuestos derivados del amoníaco (NH₃) en los que uno o más átomos de hidrógeno unidos al átomo de nitrógeno son sustituidos por los grupos alquilo o arilo (derivado de un hidrocarburo aromático al que se le extrae un átomo de hidrógeno del anillo aromático). Las aminas se encuentran presentes en la naturaleza y participan en una serie de procesos bioquímicos. La dimetilamina se usa como inhibidor de la corrosión y como disolvente en la industria petrolera.

Amidas: son compuestos derivados de aminas y ácidos carboxílicos, en los cuales el grupo acilo (R-CO-) se encuentra unido al grupo amino (-NH₂). Las amidas son usadas en la industria farmacéutica para la elaboración de anestésicos locales y en productos de uso común como en desodorantes.

• Halogenados

Haloalcanos: derivan de los alcanos y se producen por la sustitución de uno o más átomos de hidrógenos por átomos de elementos halógenos como el flúor, cloro, bromo y yodo. Los compuestos fluorados o clorados se emplean para la polimerización con la finalidad de obtener productos como al policloruro de vinilo y teflón.