Actividad: Representar con material reciclado las moléculas de alcanos, alquenos y alquinos y desarrollar las formas geométricas de los enlaces entre carbono e hidrógeno; luego responder a) y b).
Semejanzas entre las moléculas
- Los tres son hidrocarburos: se forman exclusivamente por átomos de carbono y hidrógeno (según el recuadro "¿Sabías qué?" de la página).
- En los tres casos el carbono forma 4 enlaces; en los enlaces C–C y C–H el carbono es tetraédrico: cada ángulo enlazante es de aproximadamente 109.5^{\circ} en la cadena y los hidrógenos se orientan alrededor de cada carbono.
- Los tres son compuestos orgánicos y se obtienen a partir de la refinación del petróleo y del gas natural.
- Son poco solubles en agua y combustibles: al quemarse reaccionan con el oxígeno y producen \text{CO}_{2} y \text{H}_{2}\text{O}.
- Presentan homología: a mayor número de carbonos (mayor masa molar) aumentan el punto de fusión y el punto de ebullición, y la densidad también crece.
- En todos los casos, el enlace C–H es covalente no polar con una longitud aproximada de 109 \, \text{pm}.
Respuesta orientativa: son semejantes porque son hidrocarburos orgánicos formados por C e H, con enlaces covalentes C–C y C–H, geometría tetraédrica (ángulos ~109.5^{\circ}) en los carbonos saturados, poca solubilidad en agua y comportamiento combustible, y porque siguen una serie homóloga.
Diferencias entre las moléculas
| Característica | Alcanos | Alquenos | Alquinos |
|---|---|---|---|
| Fórmula general | \text{C}_{n}\text{H}_{2n+2} | \text{C}_{n}\text{H}_{2n} | \text{C}_{n}\text{H}_{2n-2} |
| Tipo de enlace C–C | Todos simples (σ) | Uno o más dobles (1 σ + 1 π) | Uno o más triples (1 σ + 2 π) |
| Hidrógenos por carbono | 3 en los extremos, 2 intermedios | máximo 2 | máximo 1 |
| Geometría del carbono enlazado | Tetraédrica, ~109.5^{\circ} | Trigonal plana, ~120^{\circ} | Lineal, 180^{\circ} |
| Número de hidrógenos totales | Mayor | Menor (2 menos por cada doble) | El menor (4 menos por cada doble) |
| Reactividad | Relativamente poco reactivos (saturados) | Reaccionan en adición (sobran electrones π) | Reaccionan en adición (muy reactivos) |
| Ejemplo mínimo | Metano \text{CH}_{4}, etano \text{C}_{2}\text{H}_{6} | Etileno \text{C}_{2}\text{H}_{4} | Etino (acetileno) \text{C}_{2}\text{H}_{2} |
Respuesta orientativa: los alcanos son saturados y solo tienen enlaces simples; los alquenos poseen un doble enlace (\text{C}=\text{C}) y son planos alrededor de ese carbono; los alquinos poseen un triple enlace (\text{C}\equiv\text{C}) y son lineales, con el menor número de hidrógenos por fórmula general.
Obstáculos que pueden presentarse
- Dificultad para modelar el doble y el triple enlace con material reciclado (tubos, cartón, tapas), ya que representan uno, dos y tres pares de electrones compartidos; se resuelve con dobles y triples tiras de material unidas al mismo par de átomos.
- Colocar correctamente los ángulos de enlace: 109.5^{\circ}, 120^{\circ} y 180^{\circ} no son fáciles de reproducir con objetos de la vida diaria.
- Confundir el número de hidrógenos al aplicar las fórmulas generales, porque cada átomo de carbono debe cumplir la valencia de 4 (cuenta de octeto formal).
- Falta de material reciclado adecuado o de tamaño uniforme, lo que genera modelos desproporcionados y distorsionados.
Respuesta orientativa: los obstáculos más comunes son representar los enlaces múltiples (doble y triple) con material reciclado, mantener los ángulos de enlace correctos, contar adecuadamente los hidrógenos para cumplir la valencia 4 del carbono y la escasez o el mal estado del material utilizado.
