Compost químic: diferència entre les revisions

Contingut suprimit Contingut afegit
m Enllaços
m neteja i estandardització de codi
Línia 35:
=== Classificació segons el tipus d'enllaç ===
Els composts químics es poden classificar segons el tipus d'[[enllaç químic]] en:
* '''Covalents''': Són composts químics on els àtoms resten units per [[Enllaç covalent|enllaços covalents]]. Si existeix una petita diferència entre dos àtoms quant a la tendència a perdre o guanyar electrons, observam una compartició d'electrons. Aquest tipus d'enllaç és més important entre àtoms no metàl·lics. Cada àtom atreu als seus electrons perquè té [[energia d'ionització]] alta, però també atreu als electrons dels altres àtoms. Això fa que els àtoms s'uneixin per formar un compost. En la majoria dels caos es generen [[molècula|molècules]] separades i la fórmula química reflecteix el nombre real d'àtoms a la molècula ([[fórmula molecular]]).<ref name=Silberberg /> Exemples: [[Diòxid de carboni]], CO<sub>2</sub>; [[àcid periòdic]], HIO<sub>4</sub>; [[pentaclorur de fòsfor]], PCl<sub>5</sub>; [[etanol]], CH<sub>3</sub>CH<sub>2</sub>OH, [[àcid acètic]], CH<sub>3</sub>COOH.
* '''Iònics''': Són composts on els àtoms es mantenen units mitjançant [[Enllaç iònic|enllaços iònics]]. Aquest enllaç s'observa típicament entre àtoms amb grans diferències en la seva tendència a perdre o guanyar electrons. Aquestes diferències s'observen entre metalls reactius (grups 1 i 2 de la [[taula periòdica]]) i no-metalls (grup 17 o [[halogen|halògens]] i la part superior del 16). L'àtom metàl·lic de baixa [[energia d'ionització]] perd un o dos electrons de valència, mentre que l'àtom no metàl·lic, d'[[afinitat electrònica]] molt negativa, guanya electrons. Es produeix una transferència d'electrons del metall al no-metall, i cada àtom forma un ió amb la [[configuració electrònica]] de [[gas noble]]. L'atracció electroestàtica entre els ions de diferent signe els porta a formar una estructura tridimensional d'un sòlid iònic, la qual fórmula química representa la proporció catió/anió ([[fórmula empírica]]).<ref name=Silberberg /> Exemples: [[Òxid de sodi]], Na<sub>2</sub>O; [[clorur de liti]], LiCl; [[sulfur de potassi]], K<sub>2</sub>S; [[hidrur de calci]], CaH<sub>2</sub>. També existeixen composts iònics en els quals l'anió o el catió és poliatòmic, és a dir, està format per diversos àtoms units per enllaç covalent i amb càrrega elèctrica. Exemples de cations poliatòmics: [[amoni]], NH<sub>4</sub><sup>+</sup> i [[uranil]], UO<sub>2</sub><sup>2+</sup>. Exemples d'anions poliatòmics, els [[oxoanió|oxoanions]] [[carbonat]], CO<sub>3</sub><sup>2-</sup>, [[sulfat]], SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>, [[nitrat]], NO<sub>3</sub><sup>-</sup>.
* '''[[Ió complex|Complexos]]''': units per [[Enllaç covalent coordinat|enllaços covalents coordinats]].
Línia 70:
Hom ha emprat el criteri estructural per a delimitar els diferents composts orgànics. Així, hi ha:
* Composts [[alifàtic]]s o acíclics, composts amb estructures obertes, lineals o ramificades, saturades o insaturades.
* Composts [[alicíclic]]s, inclouen els composts carbocíclics no aromàtics.
* Composts [[aromàtic]]s, que són els composts derivats formalment del [[benzè]].
* [[Heterocicle]]s, composts carbocíclics, aromàtics o no, que contenen un o més heteroàtoms en l'anell carbonat.
* [[Compost organometàl·lic|Compostos organometàl·lics]], grup de compostos on hi ha enllaços entre metalls i carbonis i que també hom pot considerar-los composts inorgànics.
Línia 80:
Fitxer:Cyclobutene-3D-balls.png|Un compost alicíclic, el [[ciclobutè]]
Fitxer:1-Methylnaphthalene 3D.png|Un compost aromàtic, l'[[1-metilnaftalè]]
Fitxer:Thymine-3D-balls.png|Un compost heterociclic, la [[timina]]
Fitxer:Iron-pentacarbonyl-from-xtal-3D-balls.png|Un compost organometàl·lic, el [[pentacarbonil de ferro]]
Fitxer:1EDP human endothelin1 02.png|Una macromolècula petita, la [[endotelina]] humana, una [[hormona]]
</gallery>
 
Línia 117:
** Els '''hidrocarburs insaturats''' presenten dobles i triples enllaços en les molècules i, per tant, contenen menys àtoms d'hidrogen que els hidrocarburs saturats del mateix nombre de carbonis. Hom els divideix en:
*** [[alquè|alquens]], etilènics o olefines (del francès ''gaz oléfiant'', gas oleificant, que fa referència al fet que els gasosos quan reaccionen amb [[clor]] o [[brom]] donen lloc a productes oliosos),<ref name=Klages /> si tenen dobles enllaços, per exemple [[etè]] CH<sub>2</sub>=CH<sub>2</sub>, [[propè]] CH<sub>2</sub>=CH-CH<sub>3</sub>, i
*** [[alquí|alquins]] o acetilènics (nom derivat del més simple, l'[[acetilè]] o etí), si tenen triples enllaços. Per exemple [[etí]] CH≡CH, [[propí]] CH≡C-CH<sub>3</sub>.
* Els '''hidrocarburs cíclics''' formen dos grans grups:
** els '''alicíclics''', anomenats també naftènics, que comprenen els [[cicloalcà|cicloalcans]], els [[cicloalquè|cicloalquens]] i els [[cicloalquí|cicloalquins]], de propietats semblants a les parafines, i
Línia 184:
Les cetones més simples, fins a uns dotze àtoms de carboni, són líquides. Les de [[massa molecular]] més baixa són solubles en [[aigua]]; totes ho són en solvents orgànics. Són destil·lables sense descomposició, i d'olor etèrica o aromàtica. Les propietats químiques de les cetones són les generals del grup carbonil exaltades o disminuïdes per les altres funcions presents en la molècula o per l'estructura d'aquesta.
 
Els oxidants forts trenquen la cadena de carbonis de les cetones per les unions immediates al grup carbonil, i donen àcids carboxílics diferents, segons si es fa la ruptura en un costat o l'altre del grup. Per hidrogenació catalítica o per reducció amb alcoholats d'alumini, les cetones passen a alcohols secundaris. Per reducció amb amalgames de [[sodi]] o [[magnesi]] donen 1,2-dialcohols, anomenats pinacones, amb condensació de dues molècules. El pas directe de cetona a hidrocarbur és aconseguit mitjançant la [[reducció de Clemmensen]] o també per la [[reducció de Wolff-Kishner]]. Les [[amina|amines]] primàries es condensen amb les cetones i donen les bases de Schiff. Comparades amb els [[aldehid]]s, les cetones reaccionen poc per [[polimerització]], encara que es condensin per elles mateixes en certes condicions.<ref name=GEC />
 
La més coneguda i utilitzada de les cetones és la [[propanona]] o [[acetona]], que és la que dóna nom al grup. Moltes cetones són emprades com a solvents i com a primeres matèries en [[perfumeria]]. Algunes cetones inferiors, en particular l'acetona, s'originen sovint en la natura com a productes metabòlics anormals. Moltes cetones superiors formen part de productes odorants naturals, per exemple, dels olis eteris i dels [[greix]]os rancis.<ref name=Klages />
Línia 204:
Els àcids carboxílics són en general àcids febles, amb valors pK<sub>a</sub> que, en general, varien entre 3 i 5, i la primera acidesa dels diàcids és molt més forta que la dels monoàcids, sobretot si els dos carboxils són pròxims. L'[[àcid|acidesa]] disminueix amb la massa molecular i augmenta amb la proximitat d'un doble enllaç al carboxil; els àcids aromàtics tendeixen també a ésser més forts que els alifàtics. La presència de substituents que atreuen electrons augmenta l'acidesa per efecte inductiu, i aquesta acció és particularment manifesta en el cas dels àcids carboxílics α-halogenats.
 
Els àcids carboxílics donen [[sal (química)|sals]] alcalines solubles en aigua i són estables enfront dels oxidants i reductors. L'únic reductor que els ataca directament és l'[[hidrur d'alumini i de liti]], que permet de transformar-los en [[alcohols]]. L'electròlisi de llurs sals alcalines RCOONa condueix als hidrocarburs R—R ([[reacció de Kolbe]]), i la [[fusió alcalina]] als hidrocarburs RH; la [[piròlisi]] de les sals alcalinotèrries dóna en general cetones. Llurs sals d'argent reaccionen amb els halurs d'alquil donant [[cetona|cetones]], i llurs sals sòdiques reaccionen amb els clorurs d'àcid donant anhídrids d'àcid. Per deshidratació de les sals amòniques són obtingudes amides. Per reacció dels àcids carboxílics amb el pentaclorur o amb l'oxiclorur de fòsfor són obtinguts clorurs d'àcid; per reacció amb els alcohols són obtinguts èsters, i per reacció de Schmidt són obtingudes amines. En fi, per acció del [[clor]] o del [[brom]] té lloc generalment una substitució progressiva dels hidrògens en α del carboxil (o de l'hidrogen d'un carboni terciari no massa allunyat) i són obtinguts, doncs, àcids carboxílics halogenats.
 
Àdhuc deixant de banda els aminoàcids, els àcids carboxílics tenen una importància biològica molt considerable. A l'estat lliure hom no els troba gaire sovint en els animals (per bé que hi ha [[àcid fòrmic]] en les [[formiga|formigues]] i en el [[verí]] de les [[Apoïdeu|abelles]]), però, en canvi, són molt abundants en els sucs cel·lulars de les plantes (àcids fòrmic, [[àcid oxàlic|oxàlic]], [[àcid màlic|màlic]], [[àcid ascòrbic|ascòrbic]], [[àcid tartàric|tàrtric]], [[àcid cítric|cítric]], etc.) i en nombroses resines d'origen vegetal ([[àcid abiètic]], [[àcid benzoic|benzoic]], [[àcid cinàmic|cinàmic]], etc.). Diversos àcids carboxílics es formen fàcilment per fermentació (fermentació acètica de l'alcohol, làctica o butírica dels glúcids, etc.). Les plantes els contenen també en abundància en forma de sals (en llurs sucs aquosos) i en forma d'èsters (en els olis essencials). No obstant això, és sobretot en forma d'èsters glicèrics (que constitueixen els greixos) que els àcids carboxílics són universalment presents en els éssers vius. Els àcids carboxílics que hom troba combinats en els greixos són anomenats [[àcid gras|àcids grassos]].<ref name=GEC />
Línia 250:
{{Principal|Amina}}
[[Fitxer:Ethylamine-3D-balls.png|miniatura|[[Etilamina]]]]
Les '''amines''' són composts orgànics que deriven formalment de l'[[amoníac]], NH<sub>3</sub>, per substitució d'un o més àtoms d'[[hidrogen]] per grups hidrocarbonats R. Les amines són primàries RNH<sub>2</sub>, secundàries R<sup>1</sup>R<sup>2</sup>NH o terciàries R<sup>1</sup>R<sup>2</sup>R<sup>3</sup>N, segons que hi hagi un, dos o tres hidrògens substituïts.
 
En la nomenclatura sistemàtica, les amines primàries s'anomenen afegint el sufix ''-amina'' bé al nom del grup R, bé al nom del compost RH. Exemple: [[metilamina]] CH<sub>3</sub>NH<sub>2</sub>. Les amines secundàries i terciàries simètriques s'anomenen afegint els prefixos ''di-'' i ''tri-'', i les no simètriques considerant-les productes de substitució de l'amina primària més complicada. Exemples: [[trietilamina]] (C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>)<sub>3</sub>N. Quan el grup -NH<sub>2</sub> no és el principal en la molècula, per a designar-lo és emprat el prefix ''amino-''. Exemple: [[àcid p-aminobenzoic]]. Per a diverses amines importants, la [[IUPAC]] ha acceptat també noms trivials, tals com [[anilina]], [[adenina]], etc.
 
Les amines primàries i secundàries poden formar [[enllaç d'hidrogen|enllaços d'hidrogen]] i tenen, per tant, [[punt d'ebullició|punts d'ebullició]] superiors als dels [[hidrocarbur]]s de [[massa molecular]] similar. Per la mateixa raó, els termes més senzills de la sèrie són solubles en [[aigua]].
 
Les amines són composts bàsics a causa del parell d'electrons no compartits del [[nitrogen]], que poden captar un [[protó]]. Les amines aromàtiques, com l'anilina, són molt menys bàsiques que les alifàtiques, a causa de la participació del parell electrònic no compartit en la ressonància del nucli aromàtic.
 
Com a conseqüència de la seva basicitat, les amines donen amb els àcids inorgànics sals cristal·lines d'elevat punt de fusió i molt higroscòpiques. Les amines lliures s'oxiden fàcilment i donen òxids d'amina, cosa que les fa útils com a [[antioxidant]]s. Les amines són preparades bé per reducció de composts nitrogenats de grau d'oxidació superior, tals com nitroderivats, [[nitril]]s, [[imina|imines]], [[Amida (grup funcional)|amides]] i [[oxima|oximes]], bé per alquilació de l'amoníac, reacció que malgrat donar mescles d'amines primàries, secundàries i terciàries té interès industrial, puix que els diversos productes poden ésser separats amb una adequada destil·lació fraccionada.<ref name=GEC />
Línia 301:
[[Fitxer:Nitric-acid-3D-balls-D.png|miniatura|Molècula d'àcid nítric, HNO<sub>3</sub>. En blau el nitrogen, en vermell els oxígens i en blanc l'hidrogen]]
{{Principal|Àcid}}
* '''Hidràcids''': Els àcids que no presenten [[oxigen]] en la seva estructura s'anomenen [[hidràcid]]s. Són hidrurs de no metalls en dissolució aquosa. En les seves molècules l'[[hidrogen]] es troba enllaçat mitjançant un [[enllaç covalent]] a un [[àtom]] d'un [[element químic]] molt electronegatiu ([[halogen|halògens]], [[sofre]], [[seleni]] i [[tel·luri]]) per la qual cosa l'enllaç està molt polaritzat i es romp fàcilment en dissolució aquosa, donant lloc a la dissociació de l'àcid.
 
Els hidràcids més importants són: [[Àcid fluorhídric]], HF<sub>(aq)</sub> - [[àcid clorhídric]], HCl<sub>(aq)</sub> - [[àcid bromhídric]], HBr<sub>(aq)</sub> - [[àcid iodhídric]], HI<sub>(aq)</sub> - [[àcid sulfhídric]], H<sub>2</sub>S<sub>(aq)</sub>
 
* '''Oxoàcids''': Els oxoàcids són composts inorgànics on un àtom central electronegatiu es troba enllaçat mitjançant [[enllaç covalent]] a diversos [[oxigen|oxígens]] que amb enllaços dobles i simples completant les valències de l'àtom central. Els oxígens que es troben enllaçats mitjançant un enllaç simple a l'àtom central s'enllacen també a un àtom d'[[hidrogen]]. Aquest enllaç està molt polaritzat la qual cosa fa que sigui bo de dissociar.
 
Oxoàcids més importants:[[Àcid arsènic]], H<sub>3</sub>AsO<sub>4</sub> - [[Àcid arsenós]], H<sub>2</sub>AsO<sub>3</sub> - [[Àcid bòric]], H<sub>3</sub>BO<sub>3</sub> - [[Àcid bròmic]], HBrO<sub>3</sub> - [[Àcid carbònic]], H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> - [[Àcid clòric]], HClO<sub>3</sub> - [[Àcid clorós]], HClO<sub>2</sub> - [[Àcid cròmic]], H<sub>2</sub>CrO<sub>4</sub> - [[Àcid difosfòric]], H<sub>2</sub>P<sub>2</sub>O<sub>7</sub> -[[Àcid fosfòric]], H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> - [[Àcid fosforós]], H<sub>3</sub>PO<sub>3</sub> - [[Àcid hipobromós]], HOBr(aq) - [[Àcid hipoclorós]], HOCl(aq) - [[Àcid hipofosforós]], H<sub>3</sub>PO<sub>2</sub> - [[Àcid iòdic]], HIO<sub>3</sub> - [[Àcid nítric]], HNO<sub>3</sub> - [[Àcid nitrós]], HNO<sub>2</sub> - [[Àcid perclòric]], HClO<sub>4</sub> - [[Àcid perdisulfúric]], H<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>8</sub> - [[Àcid periòdic]], HIO<sub>4</sub> - [[Àcid permonosulfúric]], H<sub>2</sub>SO<sub>5</sub> - [[Àcid selènic]], H<sub>2</sub>SeO<sub>4</sub> - [[Àcid seleniós|Àcid selenós]], H<sub>2</sub>SeO<sub>3</sub> - [[Àcid silícic]], H<sub>4</sub>SiO<sub>4</sub> - [[Àcid sulfàmic]], NH<sub>2</sub>SO<sub>3</sub>H - [[Àcid sulfúric]], H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> - [[Àcid sulfurós]], H<sub>2</sub>SO<sub>3</sub> - [[Àcid tel·lúric]], H<sub>2</sub>TeO<sub>4</sub> - [[Àcid tel·lurós]], H<sub>2</sub>TeO<sub>3</sub>
 
* Aplicacions dels àcids inorgànics.
** '''Àcid sulfúric, H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>'''. L'àcid sulfúric és l'àcid que s'empra en major quantitat, s'empra en la indústria química per a la preparació d'altres àcids, de sulfats i de carbonats. En la producció de pintures, sulfonació de greixos, en la indústria tèxtil, en la refineria del [[petroli]], en la producció de [[ferro]] i [[acer]], en els [[acumulador de plom|acumuladors de plom]] i en la fabricació d'[[explosiu]]s.
** '''Àcid nítric, HNO<sub>3</sub>'''. L'àcid nítric s'empra en la fabricació d'explosius, [[colorant]]s, [[seda]] artificial, [[plàstic]]s, [[fertilitzant]]s i en la fabricació d'àcid sulfúric.
** '''Àcid clorhídric, HCl'''. S'empra en la indústria tèxtil, en la dels colorants, per a la neteja dels [[metall]]s en la indústria del [[galvanitzat]] i de l'[[estanyat]], per a la manufactura de [[filferro]]s, en el procés de [[gravat]], en la fabricació de [[dextrosa]], [[gelatina]] i [[sabó|sabons]], en la purificació d'arenes i argiles per a la fabricació de [[porcellana|porcellanes]] i en l'elaboració de [[clor]], clorurs i derivats.<ref name=Cuevas>{{ref-llibre|cognom=Cuevas |nom=A. |coautors=''et al.'' |títol=Química II |url=http://books.google.cat/books?id=i1H7p7WRUq0C&hl=ca |editorial=Umbral |lloc= |data= |isbn=9685607206}}</ref>