Ejercicio 1
Represento con material reciclado las moléculas de alcanos, alquenos y alquinos, y desarrollo las formas geométricas de los enlaces carbono–carbono y carbono–hidrógeno.
Parte 1.a
Semejanzas y diferencias entre las moléculas
Semejanzas:
- Los tres grupos pertenecen a la familia de los hidrocarburos: sus moléculas se forman únicamente con átomos de carbono (C) y de hidrógeno (H).
- En los tres casos el carbono es tetravalente: forma siempre 4 enlaces, y el hidrógeno es monovalente, forma 1 enlace.
- Todos son compuestos covalentes no polares o poco polares (la diferencia de electronegatividad entre C y H es pequeña, ΔE \approx 0{,}4), por eso son poco solubles en agua y miscibles entre sí.
- En los tres la geometría alrededor del carbono está determinada por el número de pares de electrones de enlace (teoría VSEPR): cuanto mayor el número de enlaces entre carbonos, más plana es la molécula.
- Los tres tipos de enlace C–C y C–H se forman por solapamiento de orbitales híbridos del carbono.
Diferencias:
| Característica | Alcanos | Alquenos | Alquinos |
|---|---|---|---|
| Tipo de enlace C–C | Sencillo - | Doble = | Triple ≡ |
| Híbridación del C | sp^3 | sp^2 | sp |
| Geometría de la cadena | Tetraédrica | Trigonal plana | Lineal |
| Ángulo C–C–C | 109{,}5^\circ | 120^\circ | 180^\circ |
| Fórmula general | C_nH_{2n+2} | C_nH_{2n} | C_nH_{2n-2} |
| Isomería | Sí, mucha | Sí | Sí |
| Reactividad | Baja (inertes) | Alta (adición) | Alta (adición) |
Ejemplos concretos para el modelado:
- Alcano: metano CH_4, etano C_2H_6, propano C_3H_8.
- Alqueno: eteno (etileno) C_2H_4, propeno C_3H_6.
- Alquino: etino (acetileno) C_2H_2, propino C_3H_4.
Diferencias clave explicadas:
- El número de hidrógenos disminuye al aumentar la saturación: en C_3H_8 hay 8 hidrógenos, en C_3H_6 hay 6 y en C_3H_4 hay 4; por eso los alquinos y alquenos se llaman hidrocarburos insaturados.
- La longitud del enlace C–C se acorta al aumentar el orden de enlace: enlace sencillo ≈ 1{,}54 \, Å, doble ≈ 1{,}34 \, Å, triple ≈ 1{,}20 \, Å.
- El punto de ebullición aumenta con el número de átomos de carbono dentro de cada familia, porque aumentan las fuerzas de van der Waals.
Parte 1.b
Obstáculos al realizar la actividad
Respuesta orientativa (es una reflexión personal, pero estos son los problemas típicos):
- Dificultad para representar el doble y el triple enlace: con material reciclado (tapas, tubos, cartón) es complicado mostrar dos o tres "puentes" entre los mismos dos carbonos sin que la estructura pierda estabilidad.
- Obtener los ángulos correctos: los palitos o alambres tienden a quedar en ángulos de 90^\circ o 180^\circ, cuando la geometría tetraédrica exige 109{,}5^\circ.
- Conseguir material uniforme para los átomos (mismo tamaño y color) para que la representación sea fiel.
- Equilibrar el modelo: los alquenos y alquinos planos o lineales son más difíciles de sostener sobre una base.
- Diferenciar en la maqueta la diferencia de longitud entre los enlaces C–C y C–H.
Nota sobre el recuadro "¿Sabías qué?": el texto dice que los hidrocarburos se forman "exclusivamente por átomos de Carbono", lo cual es incompleto: un hidrocarburo es un compuesto formado por carbono e hidrógeno; los átomos de carbono constituyen el esqueleto de la molécula, pero siempre están unidos a hidrógenos.
