Fórmulas para moléculas orgánicas
Para empezar a trabajar la química orgánica es necesario entender que las fórmulas estructurales o moleculares permiten representar de forma gráfica los diferentes tipos de átomos que hacen parte de una molécula.
Con las fórmulas moleculares se identifican la cantidad exacta de átomos (C, H, N, O, S y halógenos) que presente la molécula. Esta fórmula se caracteriza por presentar el símbolo químico del elemento y en la parte inferior derecha un subíndice que indica el número de átomos del mismo elemento.
Por ejemplo, para los hidrocarburos más sencillos como el Metano encontramos la fórmula molecular CH4, presenta un átomo de Carbono saturado con cuatro átomos de Hidrógeno.
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C2H6, el Etano presenta dos átomos de Carbono saturados con seis átomos de Hidrógeno.
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C7H16, el Heptano presenta siete átomos de Carbono saturados con dieciséis átomos de Hidrógeno.
Por otro lado, las fórmulas desarrolladas son más útiles en el momento de comprender la disposición que tiene un átomo en la molécula orgánica, debido a que proporciona el número de átomos de cada elemento y la disposición de cada uno de los enlaces. A continuación, se muestra una imagen con la fórmula desarrollada de algunos hidrocarburos.
Con estos ejemplos se puede observar que el átomo de Carbono siempre esta saturado con cuatro enlaces, los cuales pueden ser C-C, C-H o C- otro elemento, lo anterior se debe a una de las propiedades más relevantes de este elemento químico "Tetravalencia"; ya que presenta cuatro electrones de valencia. Mientras que el Hidrógeno presenta solo un enlace y el Oxígeno dos enlaces.
Otras fórmulas que permiten representar la disposición de los átomos en una molécula son:
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Fórmula semidesarrollada: teniendo en cuenta que hay una alta diversidad de compuestos orgánicos, es necesario utilizar otra estrategia a la hora de representar dichas cadenas y esta es cuando se coloca el símbolo químico acompañado del Hidrógeno con un suníndice en la parte inferior derecha (indica la cantidad) y una línea que representa el enlace que se da entre C-C o C y otros elementos químicos.
Las fórmulas anteriores nos muestran la representación estructural y la resumida. Se puede observar los enlaces sencillos, dobles y triples, así mismo, diferenciar una cadena cerrada de una abierta.
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Fórmula desarrollada mixtas: estas representaciones utilizan parte de la molécula con fórmula desarrollada y la combina con la condensada o semidesarrollada.
También se puede representar la molécula tridimensionalmente, así se puede obtener una imagen visual de su estructura espacial y apreciar la geometría del esqueleto de las moléculas.
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Fórmula en varillas: esta representación se hace con varillas y colores que ayudan a diferenciar un elemento de otro, como lo muestra la molécula de hexano que se muestra a continuación, el color gris son los átomos de carbono y los blancos los de hidrógeno.
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Fórmulas con esferas y barras: al igual que la fórmula anterior favorece la representación de la molécula indicando que el tamaño de la bola indica la masa atómica del elemento, por ejemplo, el carbono presenta una masa atómica mayor que la del hidrógeno, por eso su tamaño es más grande. Para el caso de los enlaces se representa con una línea.
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Fórmulas de esferas: con esta se identifica a los átomos que forman la molécula y se diferencian con colores. Por ejemplo, la que se muestra a continuación es el ciclobutano, se alcanza a diferenciar los átomos de carbono y solo se ven 5 átomos de hidrógeno.
Fórmula estructural o geométrica: permiten representar de una forma más real la molécula con su distribución espacial y su geometría en los enlaces. Para representar los enlaces de la molécula se utilizan diferentes tipos de líneas según si el enlace es sencillo, doble o triple como de muestra en el etano.
Por otro lado, es importante entender que se puede representar a la molécula de forma plana o tridimensinal, dependiendo el tipo de ejercicio que este realizando el estudiante. Cuando las cadenas son muy largas se aconseja utilizar el sistema de líneas donde cada extremo representa a un átomo de carbono, se escribe el símbolo de otros elementos químicos y no se colocan los hidrógenos. Por ejemplo, en las cadenas cíclicas como se muestra en las figuras geométricas utilizadas como fondo en esta página; si es de tres lados es el propano, de cuatro lados es el butano, de cinco lados el pentano, de seis lados el hexano.
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Las imágenes fueron tomadas de google.
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Las moléculas se elaboraron en Biomodel: http://biomodel.uah.es/en/DIY/JSME/draw.es.htm
