La química orgánica es una disciplina de enorme importancia. La misma aborda el estudio de los compuestos del carbono, siendo este un elemento de gran importancia, ya que forma parte de todos los seres vivos. Muchas veces, se le confunde con la bioquímica, pero es un área de estudio diferente. Por ello, es necesario aclarar las dudas al respecto.
En este post queremos dar información sobre la química que aborda el tema de los compuestos orgánicos. Su variedad es amplísima, teniendo implicaciones en el estudio de los hidrocarburos y en la medicina.
¿Qué es la química orgánica?
Con el nombre de química orgánica se conoce el ámbito científico que estudia las propiedades, la actividad y características de los compuestos químicos que incluyen dos elementos esenciales: el carbono y el hidrógeno. No obstante, hay otros elementos que pueden configurar estas sustancias, empero en mucha menor proporción.
¿Por qué se usa la palabra “orgánica” para referirse a este tipo de química? La causa es que el carbono es un elemento presente en la conformación de los tejidos biológicos. Además, sucede que aquellos compuestos que combinan el carbono con sustancias inorgánicas, terminan siendo primordiales para el metabolismo de los seres vivos, como es el caso del hierro, las sales, así como otra gama de sustancias.
Algo que llama la atención es la heterogénea variedad de los compuestos de tipo inorgánico. Por otra parte, tienen gran aplicación en diversas industrias. Por ejemplo, se usan como combustibles, tal es el caso de la gasolina y otros similares derivados del petróleo, siendo este último un compuesto de tipo inorgánico por excelencia. Asimismo, sirve para la confección de detergentes, de muchos productos de índole médica, los pigmentos de la ropa y el cabello, los insecticidas, los herbicidas, los fungicidas, etc.
La química orgánica está presente en casi todo nuestro mundo cotidiano. Por ello, es una profesión que tiene enorme demanda en el nivel universitario. Los químicos con especialidad en la rama orgánica suelen tener muchas ofertas laborales.
Origen del término química orgánica
¿De dónde proviene el término “química orgánica”? Esta acepción data del año 1807, siendo usada por vez primera por el químico Jöns Jacob Berzelius, quien la usó para referirse a los compuestos que conforman los tejidos de los seres vivos. Este investigador tenía la certeza de que las sustancias biológicas tenían lo que él catalogaba como una “fuerza vital”, la cual hacía que tales compuestos fuesen diferentes al resto de la materia en el universo.
Igualmente, sucede que Berzelius lanza una peculiar hipótesis: en su opinión, los compuestos de tipo orgánico no podían ser preparados en un laboratorio. Es decir, no había manera de generarlos de manera artificial. Solamente la naturaleza los podía producir.
La anterior certeza de Berzelius se derrumba en 1823, cuando un estudiante de medicina llamado Friedrich Wöhler trabaja con Berzelius y realiza un notable experimento. Para ello, se procedió a evaporar una cantidad de cianato de amonio dando como resultado la formación un conjunto de cristales incoloros. Al analizar estos cristales, resultaron ser urea, siendo esta última una sustancia presente en la orina de los animales.
Gracias al experimento antes descrito, se comprueba que los compuestos orgánicos si pueden elaborarse un trabajo de laboratorio. Es así como inicia periplo de la química orgánica, con el pleno convencimiento de que los compuestos con carbono e hidrógeno se pueden manipular con mucha libertad en el ámbito de un laboratorio.
Aspectos importantes de la química orgánica
El estudio de la química orgánica tiene implicaciones propias. De hecho, hay varios conceptos que son propias de esta disciplina. Algunas que podemos mencionar, los hemos compilado en la siguiente lista para el conocimiento de nuestros lectores.
- Hay varios elementos que suelen conformar los compuestos orgánicos. El principal, como es de suponerse, es el carbono (C). No obstante, también es frecuente que aparezca el hidrógeno, el oxígeno, así como el nitrógeno.
- Un átomo de carbono suele tener cuatro electrones en su última capa de valencia. Esta es la razón por la cual conforman cuatro tipo de enlaces covalentes. Estos enlaces pueden ser de las siguientes categorías: 1) enlace simple, donde se comparten dos electrones; 2) enlace doble, donde se comparten cuatro fue electrones; 3) los enlaces triples, donde se comparten un total de seis electrones.
- Un dato interesante del carbono es que los átomos de este elemento pueden unirse entre sí. Esto da como resultado varias cadenas de carbono, mismas que da lugar a varias cadenas de compuestos.
- El carbono y el hidrógeno suelen combinarse de manera recurrente. En dado caso, como el hidrógeno tiene un solo electrón en su capa externa, entonces se conforma un enlace covalente simple. Esta la forma de unión más repetida del carbono con otro elemento.
- En ocasiones, se presentan sustancias orgánicas que reciben el nombre de isómero. Los isómeros son compuestos que tienen la misma cantidad de átomos, pero ordenados de una manera diferente. Es decir, se diferencian únicamente de estructura molecular.
- Quizás, el ámbito más productivo de la química orgánica tiene que ver con los hidrocarburos. Se conoce con el nombre de hidrocarburos aquellos compuestos que únicamente están conformados por carbono e hidrógeno.
El tema de los hidrocarburos es tan importante, que hemos preferido reservar una sección especial de este post para hablar sobre ellos. Al respecto, desarrollamos los párrafos que se presentan a continuación.
La química de los hidrocarburos
Tal y como mencionamos previamente, sucede que los hidrocarburos son un tipo de compuesto orgánico que únicamente posee átomos de hidrógeno de carbono. Se suelen presentar con cadenas de carbono ramificadas o lineales. Por lo general, están presentes en el petróleo. En tal sentido, se sabe que la química de los hidrocarburos ha resultado esencial para el desarrollo de los combustibles modernos, especialmente la gasolina.
Una de las características de los hidrocarburos es que pueden unirse entre ellos. Es una propiedad que en química se conoce como catenación. Es por ello que estas sustancias pueden conformar cadenas muy complejas. Tal es el caso del ciclohexago y el benceno.
Los hidrocarburos tienen diversas variantes. No obstante, se suelen clasificar de tres maneras. Estas son las que indicamos a continuación:
- Alcanos: son compuestos químicos donde los enlaces entre átomos de carbono se presentan de manera simple.
- Alquenos: en este caso, debe ocurrir la presencia de al menos un enlace de tipo doble para que el compuestos químicos se han considerado como un alqueno.
- Alquinos. Se trata de compuestos donde hay al menos un enlace triple.
El uso de los hidrocarburos gana cada vez más adeptos. Gracias a estas sustancias, se ha revolucionado en buena medida el mundo actual. Por ello, es tan importante conocerlos y saber cada una de sus propiedades.
No se puede dudar que este es el ámbito donde la química orgánica ha logrado mayores éxitos. No solo se utilizan como combustible, sino también en su forma sólida. Esta última tener un material de gran relevancia la construcción urbana, como lo es el caso del asfalto, también conocido con el nombre de betún en los laboratorios químicos.
La síntesis orgánica
Este es el avance más importante que ha tenido la química de tipo orgánico. Consiste en la creación de moléculas orgánicas, lo cual se logra mediante la planificación en laboratorio de reacciones químicas. No obstante, esto tiene un detalle: las moléculas conformadas con carbono son mucho más complejas que las provenientes de átomos inorgánicos.
Hay que recordar que, en un principio, se pensaba que las sustancias orgánicas eran imposibles de producir en un laboratorio. No obstante, hoy en día se utiliza la síntesis orgánica para poder generarla. Gracias a ello, se han logrado enormes avances de la medicina. Tal es el caso de enzimas artificiales que se fabrican para mejorar la salud de personas con problemas del metabolismo.
En tiempos recientes, se utiliza el término de retrosintético. ¿Qué significa? Consiste en una estrategia muy peculiar. La misma se apuntala en observar la manera como el organismo de los seres vivos produce cierta distancia. Es una suerte de ingeniería inversa, el aplica en la química de los seres vivos. De esa manera, se espera reproducir en el laboratorio las mismas condiciones que desencadenan la creación de una sustancia dentro del cuerpo de un organismo vivo.
Igualmente, se aplica este término como la función. Por ejemplo, ciertos hidrocarburos se producen en la naturaleza a la combinación de determinados factores. La idea de producir estos factores y poder genera de hidrocarburos artificiales. Esto último ha sido más complejo de lograr, ya que ciertos productos como el petróleo solamente se concreten gracias a procesos que tardan millones de años.
Los avances de la química orgánica son en verdad espectaculares. Dentro de poco, se tiene la certeza de que estos avances nos darán nuevas sorpresas. A fin de cuentas, esta rama de la química resultado ser la más importante. Por ello, muchos laboratorios en el planeta se esmeran en conocer cada día más los misterios y propiedades de las moléculas que contienen carbono.