Grado 12
  1. Estado sólido  1.1. Clasificación de sólidos  1.2. Celosía cristalina y celda unitaria  1.3. Eficiencia de Embalaje  1.4. Densidad de la celda unidad  1.5. Imperfecciones en sólidos (defectos puntuales y lineales)  1.6. Propiedades Eléctricas de los Sólidos (Conductores, Aislantes y Semiconductores)  1.7. Propiedades Magnéticas de los Sólidos (Materiales Diamagnéticos, Paramagnéticos y Ferromagnéticos)
  2. Solución  2.1. Tipos de Soluciones (Homogéneas y Heterogéneas)  2.2. Expresando la concentración de soluciones (masa %, volumen %, molaridad, molalidad, normalidad, fracción molar)  2.3. Solubilidad de sólidos y gases en líquidos (ley de Henry)  2.4. La ley de Raoult y las soluciones ideales y no ideales  2.5. Propiedades del síndrome  2.6. Masa molar anormal y factor de Van't Hoff
  3. Electroquímica  3.1. Celdas electroquímicas (celdas galvánicas y electrolíticas)  3.2. Célula galvánica y EMF de la célula  3.3. Pontencial de electrodo estándar y serie electroquímica  3.4. Ecuación de Nernst y sus aplicaciones  3.5. Conductividad y celdas electrolíticas (conductividad específica, molar y equivalente)  3.6. La ley de Kohlrausch y sus aplicaciones  3.7. Baterías (celdas primarias y secundarias)  3.8. Corrosión y su prevención
  4. Cinética química  4.1. Velocidad de reacción química  4.2. Factores que afectan la velocidad de reacción (concentración, temperatura, catalizador, área superficial)  4.3. Orden y molecularidad de la reacción  4.4. Ecuaciones de tasa integrada (orden cero, primero y segundo)  4.5. Vida media de una reacción  4.6. Teoría de colisiones y energía de activación  4.7. Ecuación de Arrhenius y sus aplicaciones
  5. Química de superficies  5.1. Adsorción y sus tipos (Fisisorción y Quimisorción)  5.2. Catalisis y sus tipos (homogénea y heterogénea)  5.3. Coloides y sus propiedades (efecto Tyndall, movimiento Browniano, coagulación)  5.4. Emulsiones y geles  5.5. Aplicaciones de los coloides
  6. Principios generales y procesos de separación de elementos  6.1. Presencia de metales y minerales  6.2. Concentración de minerales (separación por gravedad, flotación por espuma, separación magnética)  6.3. Extracción de metales en bruto (tostado, calcinación, reducción)  6.4. Principios termodinámicos y electroquímicos de la metalurgia  6.5. Refinación de Metales
  7. Elementos del bloque p  7.1. Elementos del grupo 15 (nitrógeno y fósforo)  7.2. Elementos del Grupo 16 (Oxígeno, Azufre y sus Compuestos)  7.3. Elementos del Grupo 17 (Halógenos y sus Compuestos)  7.4. Elementos del Grupo 18  7.5. Propiedades y Tendencias en Elementos del Bloque p  7.6. Compuestos importantes de los elementos del bloque p (amoníaco, fosfina, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico)  7.7. Compuestos interhalógenos y sus aplicaciones
  8. Elementos del bloque d y del bloque f  8.1. Propiedades Generales de los Metales de Transición  8.2. Propiedades de los metales de transición interna (lantanoides y actinoides)  8.3. Contracciones de los lantanoides y actinoides  8.4. Química de Coordinación de Elementos del Bloque d
  9. Compuestos de coordinación  9.1. La teoría de Werner y los conceptos modernos  9.2. Número de coordinación y tipo de ligando  9.3. Nomenclatura de Compuestos de Coordinación  9.4. Isomería (geométrica y óptica) en compuestos de coordinación  9.5. Enlace en compuestos de coordinación (Teoría del enlace de valencia y teoría del campo cristalino)  9.6. Estabilidad y aplicaciones de los compuestos de coordinación en medicina e industria
  10. Haloalcanos y haloarenos  10.1. Clasificación y nomenclatura de haloalcanos y haloarenos  10.2. Propiedades Físicas y Químicas de Haloalcanos y Haloarenos  10.3. Mecanismo de Reacciones de Sustitución Nucleofílica (SN1 y SN2)  10.4. Usos y efectos ambientales (agotamiento del ozono, CFCs)
  11. Alcohol, fenol y éter  11.1. Estructura y clasificación de alcoholes, fenoles y éteres  11.2. Preparación y propiedades de los alcoholes  11.3. Preparación y propiedades del fenol  11.4. Preparación y propiedades de los éteres  11.5. Reacciones y Usos Químicos
  12. Aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos  12.1. Estructura y nomenclatura de aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos  12.2. Preparación y propiedades de aldehídos y cetonas  12.3. Reacciones químicas en aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos (adición nucleofílica, oxidación y reducción)  12.4. Preparación y propiedades de los ácidos carboxílicos  12.5. Reacciones químicas y usos de los ácidos carboxílicos
  13. Compuestos orgánicos que contienen nitrógeno  13.1. Aminas (clasificación, estructura, basicidad)  13.2. Preparación y propiedades de las aminas  13.3. Reacciones de Aminas (Diazotización, Reacción de Carbylamina)  13.4. Sales de diazonio y sus aplicaciones en la industria de pinturas
  14.1. Carbohidratos (clasificación y propiedades)  14.2. Proteínas (Estructura y Función)  14.3. Enzimas (Mecanismo y Función)  14.4. Ácidos nucleicos (ADN y ARN)  14.5. Vitaminas y hormonas
  15. Polímero  15.1. Clasificación de polímeros (Adición, Condensación, Copolímeros)  15.2. Tipos de polimerización (radical libre, iónica, condensación)  15.3. Polímeros importantes y sus usos  15.4. Polímeros biodegradables y no biodegradables
  16. La química en la vida cotidiana  16.1. Medicamentos y su clasificación (analgésicos, antipiréticos, antibióticos, antiácidos)  16.2. Químicos en alimentos y cosméticos (conservantes, edulcorantes artificiales, antioxidantes)  16.3. Agentes de limpieza y detergentes (jabones, detergentes sintéticos, surfactantes)  16.4. Química Ambiental (Contaminación, Química Verde, Química Sostenible)

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Aminas (clasificación, estructura, basicidad)


Introducción

Las aminas son una clase importante de compuestos orgánicos que contienen átomos de nitrógeno unidos a hidrocarburos. Desempeñan funciones importantes tanto en sistemas biológicos como en aplicaciones industriales. Comprender la naturaleza fundamental de las aminas es importante para los estudiantes que estudian química orgánica. Esto incluye explorar su clasificación, estructura y basicidad, todo lo cual es central para muchos procesos químicos.

¿Qué son las aminas?

Las aminas son compuestos orgánicos que pueden considerarse derivados del amoníaco (NH 3). En estos compuestos, uno o más de los átomos de hidrógeno del amoníaco son reemplazados por grupos alquilo o arilo (aromáticos). La presencia de nitrógeno y su par solitario de electrones es la característica definitoria de las aminas, dándoles propiedades químicas distintivas.

Clasificación de las aminas

Las aminas se clasifican en diferentes tipos dependiendo del número de átomos de hidrógeno reemplazados en el amoníaco:

  • Aminas primarias: En las aminas primarias, un átomo de hidrógeno del amoníaco es reemplazado por un grupo alquilo o arilo. La fórmula general es RNH 2.
  • Aminas secundarias: Aquí, se reemplazan dos átomos de hidrógeno del amoníaco. La fórmula general es R 2 NH.
  • Aminas terciarias: En las aminas terciarias, los tres átomos de hidrógeno son reemplazados. La fórmula general es R 3 N.
  • Compuestos de amonio cuaternario: Estos compuestos se forman cuando un átomo de nitrógeno forma una estructura catiónica con cuatro sustituyentes orgánicos, conocidos como [R 4 N]+.

Estructura de las aminas

La estructura de las aminas depende en gran medida del número de grupos orgánicos unidos al átomo de nitrógeno. Un aspecto importante de la estructura de las aminas es el par solitario de electrones en el nitrógeno. Este par solitario es responsable de la basicidad y nucleofilia de las aminas.

N H H R

El diagrama anterior muestra una amina primaria. El átomo de nitrógeno está unido a un grupo alquilo (R), dos átomos de hidrógeno y tiene un par solitario de electrones.

Basicidad de las aminas

La basicidad se refiere a la capacidad de una amina para aceptar un protón. El par solitario de electrones en el átomo de nitrógeno en las aminas las hace básicas y nucleofílicas. La fuerza de la basicidad en diferentes tipos de aminas varía por varias razones:

  • Efecto inductivo: Los grupos alquilo son grupos liberadores de electrones, que aumentan la densidad electrónica en el nitrógeno y por lo tanto aumentan la basicidad.
  • Efecto de resonancia: La presencia de un grupo arilo puede disminuir la basicidad debido al desplazamiento del par solitario en el anillo aromático.
  • Hibridación: Más carácter s en los orbitales híbridos puede disminuir la basicidad. Por ejemplo, el nitrógeno hibridado sp 3 en aminas alquilo es más básico que el nitrógeno hibridado sp 2 o sp.

Ejemplos de aminas

A continuación, algunos ejemplos de los diferentes tipos de aminas:

  • CH 3 NH 2 - metilamina (amina primaria)
  • (CH 3 ) 2 NH - dimetilamina (amina secundaria)
  • (CH 3 ) 3 N - trimetilamina (amina terciaria)
  • [CH 3 ] 4 NCl - cloruro de tetrametilamonio (compuesto de amonio cuaternario)

Representación visual de las aminas

Para mayor claridad, considere las siguientes estructuras:

Estructura de amina primaria

N H R

Este diagrama muestra la estructura de una amina primaria, donde un hidrógeno del amoníaco es reemplazado por un grupo alquilo (R).

Estructura de amina secundaria

N R R'

Este diagrama muestra la estructura de una amina secundaria, que tiene dos grupos orgánicos unidos al átomo de nitrógeno.

Estructura de amina terciaria

N R R' R''

Esto representa una estructura de amina terciaria con tres grupos orgánicos unidos al nitrógeno.

Compuestos de amonio cuaternario

N +

Esto representa un compuesto de amonio cuaternario, en el cual el nitrógeno lleva una carga positiva debido a los cuatro grupos orgánicos unidos.

Reacciones químicas que involucran aminas

Las aminas están involucradas en muchas reacciones químicas debido a su naturaleza básica y nucleofílica.

Reacciones ácido-base

Las aminas pueden reaccionar con ácidos para formar sales de amina. Por ejemplo: 

 Amina + HCl → RNH 3 Cl

Alquilación

Las aminas pueden actuar como nucleófilos y están involucradas en reacciones de alquilación, donde los haluros de alquilo reaccionan con aminas para formar aminas más grandes. 

 RNH2 + R'X → R2NH + HX

Acetilación

En esta reacción, las aminas reaccionan con cloruros de acilo para formar amidas. 

 RNH2 + R'(CO)Cl → RNH(COR') + HCl

Acoplamiento azo

Esta es una reacción utilizada en la fabricación de colorantes azoicos. Aminas como la anilina reaccionan con ácido nitroso para formar sales de diazonio, que luego pueden acoplarse al fenol u otras aminas aromáticas. 

 ArNH 2 + NaNO 2 + HCl → ArN 2 Cl + 2H 2 O

Aminas en la naturaleza y la industria

Las aminas están muy extendidas en la naturaleza y se sintetizan para una variedad de aplicaciones industriales.

  • En la naturaleza: Las aminas se encuentran en los aminoácidos, que son los bloques de construcción de las proteínas. También están presentes en los alcaloides, que son compuestos orgánicos complejos encontrados en plantas.
  • En la industria: Las aminas se usan como solventes, colorantes y en la síntesis de medicamentos como antihistamínicos y anestésicos.

Conclusión

Comprender las aminas, su clasificación, estructura y basicidad es esencial en la química orgánica. Dado su papel importante en reacciones químicas tanto biológicas como sintéticas, las aminas son invaluables para estudios futuros y aplicaciones en el mundo real. A través de aprender sobre sus propiedades y reacciones, los estudiantes obtienen una comprensión más profunda de la síntesis orgánica y el comportamiento químico de los compuestos que contienen nitrógeno.


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