Compuesto orgánico para niños
Un compuesto orgánico o molécula orgánica es un compuesto químico muy especial. Su característica principal es que siempre contiene el elemento carbono. Además del carbono, estos compuestos suelen tener hidrógeno, y a menudo también oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo.
Imagina que el carbono es como un "ladrillo" muy versátil que puede unirse a otros ladrillos de carbono y a otros elementos para formar cadenas y estructuras complejas. Por eso, los compuestos orgánicos son la base de la vida en la Tierra y también de muchos materiales que usamos a diario.
Algunos compuestos que tienen carbono, como los carburos (por ejemplo, el carburo de silicio), los carbonatos (como el carbonato de calcio en las conchas) y los óxidos de carbono (como el dióxido de carbono), no se consideran orgánicos. La diferencia clave es que los compuestos orgánicos suelen tener enlaces entre carbono e hidrógeno.
Los compuestos orgánicos pueden ser:
- Naturales: Son los que se encuentran en la naturaleza, como los que forman parte de los seres vivos (llamados biomoléculas) o los que provienen del petróleo.
- Artificiales: Son los que el ser humano ha creado en laboratorios, como los plásticos.
Contenido
- ¿Qué Son los Compuestos Orgánicos?
- Un Poco de Historia: ¿Por Qué se Llaman "Orgánicos"?
- Tipos de Compuestos Orgánicos: Una Gran Familia
- ¿Qué Son los Isómeros?
- ¿De Dónde Obtenemos los Compuestos Orgánicos?
- La Enorme Variedad de Compuestos Orgánicos
- Véase también
- Galería de imágenes
¿Qué Son los Compuestos Orgánicos?
Los compuestos orgánicos son muy importantes porque pueden quemarse (son combustibles). La mayoría se producen de forma natural, pero también se pueden fabricar en laboratorios mediante síntesis química. Los elementos que forman los compuestos orgánicos se clasifican en:
- Fundamentales: Siempre están presentes, como el carbono y el hidrógeno.
- Ocasionales: Suelen estar presentes, como el oxígeno y el nitrógeno.
- Trazas: Son muy poco comunes.
La diferencia entre una molécula orgánica y una inorgánica a veces puede ser un poco confusa. Pero, en general, si una molécula tiene carbono unido a hidrógeno, es orgánica. Por ejemplo, el ácido carbónico es inorgánico, pero el ácido fórmico (el ácido que pica en las hormigas) es orgánico. Así que, aunque todas las moléculas orgánicas tienen carbono, no todas las moléculas con carbono son orgánicas.
Un Poco de Historia: ¿Por Qué se Llaman "Orgánicos"?
La palabra "orgánico" viene de "órganos", que se relaciona con la vida. En el siglo XIX, se creía que los compuestos orgánicos solo podían ser creados por organismos vivos. Por eso se les dio ese nombre.
Sin embargo, esta idea cambió en 1828. Un científico llamado Friedrich Wöhler logró crear urea en su laboratorio. La urea es un compuesto que se encuentra en la orina de los animales, por lo que se consideraba "orgánica". Al fabricarla artificialmente, Wöhler demostró que los compuestos orgánicos no solo podían ser producidos por seres vivos. Este descubrimiento fue muy importante para la química orgánica.
Tipos de Compuestos Orgánicos: Una Gran Familia
Los compuestos orgánicos se pueden clasificar de muchas maneras: por su origen (natural o artificial), por su estructura (si son cadenas abiertas o cerradas), por los grupos de átomos que tienen (llamados grupos funcionales), o por su tamaño.
De forma general, se pueden dividir en:
- Compuestos alifáticos: Cadenas de carbono abiertas o cerradas, pero sin anillos especiales.
- Compuestos aromáticos: Tienen anillos de carbono con propiedades especiales.
- Compuestos heterocíclicos: Tienen anillos con átomos diferentes al carbono (como nitrógeno u oxígeno).
- Compuestos organometálicos: Contienen enlaces entre carbono y un metal.
- Polímeros: Moléculas muy grandes formadas por la unión de muchas unidades más pequeñas.
Según su Origen: Naturales y Artificiales
La clasificación más común es por su origen: si son naturales o si han sido creados por el ser humano.
Compuestos Naturales
Estos compuestos se encuentran en la naturaleza.
Biomoléculas: Esenciales para la Vida
Son los compuestos orgánicos que forman parte de los seres vivos. Su estudio es clave en bioquímica, medicina y muchas otras áreas.
- Carbohidratos: También conocidos como "azúcares", están hechos principalmente de carbono, oxígeno e hidrógeno. Son una fuente importante de energía y forman estructuras en plantas y animales. Ejemplos son la glucosa (azúcar de la sangre), la celulosa (en las plantas) y el almidón (en patatas y cereales). Se clasifican en:
- Monosacáridos: Unidades simples (glucosa, fructosa).
- Disacáridos: Dos unidades unidas (sacarosa, lactosa).
- Polisacáridos: Muchas unidades unidas (almidón, celulosa).
- Lípidos: Son moléculas que no se mezclan con el agua (son hidrófobas). Están formados por carbono, hidrógeno y oxígeno, y a veces fósforo, azufre o nitrógeno. Las grasas son un tipo de lípidos. Cumplen funciones como almacenar energía, formar membranas celulares y actuar como mensajeros químicos.
- Proteínas: Son moléculas muy grandes formadas por la unión de unidades más pequeñas llamadas aminoácidos. Son esenciales para la vida, ya que realizan muchísimas funciones en los seres vivos, como construir tejidos (el colágeno), transportar sustancias o actuar como enzimas.
- Ácidos Nucleicos: Son el ADN y el ARN. Son polímeros formados por unidades llamadas nucleótidos. Almacenan la información genética de los organismos y son responsables de la herencia. Están hechos de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo.
- Moléculas Pequeñas Importantes: Son compuestos orgánicos de tamaño moderado que se encuentran en pequeñas cantidades en los seres vivos, pero son muy importantes. Incluyen algunas hormonas y los alcaloides. Son de gran interés en la industria farmacéutica.
Otros Compuestos Naturales
Algunos compuestos orgánicos se forman sin la intervención de seres vivos:
- Del Petróleo y Procesos Geológicos: El petróleo es una mezcla de muchos compuestos orgánicos que se formaron a lo largo de millones de años. Muchos de ellos, como el benceno, se usan directamente, y otros se transforman para crear plásticos y otros materiales.
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- En el Espacio: Se han encontrado compuestos orgánicos sencillos, como el ácido fórmico, en cometas. Esto sugiere que la formación de nuestro sistema solar pudo haber incluido procesos que crearon estas moléculas.
Compuestos Artificiales: Creados por el Hombre
Desde el descubrimiento de Wöhler, se han creado muchísimos compuestos orgánicos en laboratorios para nuestro beneficio. Estos incluyen fármacos, perfumes, detergentes, jabones, fibras textiles sintéticas, polímeros (como los plásticos) y colorantes.
Según su Estructura y Grupos Funcionales
Los compuestos orgánicos también se clasifican por su estructura y por los "grupos funcionales" que contienen. Un grupo funcional es un grupo de átomos que le da propiedades químicas específicas a la molécula.
Hidrocarburos: Carbono e Hidrógeno
Los hidrocarburos son los compuestos orgánicos más simples, formados solo por átomos de carbono (C) y de hidrógeno (H). El más sencillo es el metano (un carbono y cuatro hidrógenos). Los átomos de carbono pueden unirse entre sí formando cadenas de diferentes tipos:
- Saturados: Solo tienen enlaces simples entre carbonos (llamados alcanos).
- Insaturados: Tienen enlaces dobles (alquenos) o triples (alquinos) entre carbonos.
- Cíclicos: Las cadenas de carbono forman un anillo, como el ciclohexano.
- Aromáticos: Tienen estructuras cíclicas especiales, como el benceno.
Radicales y Ramificaciones
A veces, de la cadena principal de carbonos "cuelgan" otras cadenas más pequeñas. A estas se les llama radicales o grupos alquilo. Se nombran con un prefijo que indica el número de carbonos (met-, et-, prop-, but-, etc.) y el sufijo -il.
Compuestos con Oxígeno
Estos compuestos tienen uno o varios átomos de oxígeno en su estructura:
- Alcoholes: Contienen un grupo -OH (hidroxilo). Son muy polares y pueden formar "puentes de hidrógeno", lo que les da propiedades especiales. El etanol (alcohol de las bebidas) es un ejemplo.
- Aldehídos: Tienen un grupo -CHO. Se nombran cambiando la terminación -ol de los alcoholes por -al.
- Cetonas: Tienen un grupo carbonilo (C=O) unido a dos átomos de carbono. La acetona (quitaesmalte) es un ejemplo común.
- Ácidos Carboxílicos: Tienen un grupo -COOH. Son ácidos, como el ácido acético (vinagre).
- Ésteres: Tienen un grupo -O-CO-. Muchos ésteres tienen olores agradables y se encuentran en frutas. El ácido acetilsalicílico (aspirina) es un éster.
- Éteres: Tienen un grupo -O- en su estructura. Suelen ser volátiles y algunos pueden ser peligrosos.
Compuestos con Nitrógeno
Estos compuestos tienen átomos de nitrógeno en su estructura:
- Aminas: Contienen un grupo -N<. Pueden ser primarias, secundarias o terciarias. Algunas aminas tienen olores fuertes, como a pescado.
- Amidas: Tienen un grupo -NH-CO-. Las proteínas son poliamidas naturales.
- Isocianatos: Tienen un grupo -N=C=O. Son muy reactivos y se usan para fabricar poliuretanos.
Compuestos Cíclicos y Aromáticos
- Cíclicos: Son compuestos con un anillo saturado (solo enlaces simples). Ejemplos son los terpenos y algunas hormonas como el colesterol.
- Aromáticos: Tienen estructuras cíclicas especiales con enlaces dobles y simples alternados, lo que les da una gran estabilidad. El benceno es el ejemplo más conocido. Si el anillo tiene otros átomos además de carbono (como nitrógeno, oxígeno o azufre), se llaman compuestos aromáticos heterocíclicos, como el furano.
¿Qué Son los Isómeros?
Como el carbono puede unirse de muchas maneras, a veces dos moléculas pueden tener la misma fórmula química (los mismos átomos en la misma cantidad), pero una estructura diferente. A estas moléculas se les llama isómeros. Tienen las mismas piezas, pero ensambladas de forma distinta, lo que les da propiedades diferentes.
Por ejemplo, la fórmula C6H12 puede ser un anillo (el ciclohexano) o una cadena lineal con un doble enlace (el 1-hexeno). Ambos son isómeros.
¿De Dónde Obtenemos los Compuestos Orgánicos?
Los compuestos orgánicos se pueden obtener de dos formas principales:
- Purificación: Se extraen y se limpian de organismos (plantas, animales) o del petróleo.
- Síntesis orgánica: Se fabrican en laboratorios a partir de otras sustancias.
Hoy en día, la mayoría de los compuestos orgánicos puros se producen artificialmente. Sin embargo, algunos todavía se extraen de fuentes naturales porque sería muy caro fabricarlos en un laboratorio.
La Enorme Variedad de Compuestos Orgánicos
El mundo de los compuestos orgánicos es inmenso. Se estima que existen millones de ellos. Un estudio que analizó 5.9 millones de sustancias químicas mostró que hay un grupo central de unas 200,000 moléculas muy relacionadas entre sí, y una gran cantidad de otras moléculas que se conectan a este centro.
Para entender la bioquímica de las células, se dice que es suficiente conocer unas 30 moléculas clave. Entre ellas están azúcares como la glucosa y la ribosa, un tipo de lípido, los 20 aminoácidos importantes para la vida, y cinco bases nitrogenadas que son fundamentales para los ácidos nucleicos.
Véase también
En inglés: Organic compound Facts for Kids
Galería de imágenes
-
Hidroxilo
-
Monómero de la celulosa.
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