Ministerio de Educación del Ecuador

116/210

Sección 9: Compuestos oxigenados y grupos funcionales

📄 introduccion quimica 🎓 bachillerato · 3° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español

Página 116

116 de 210

Anterior Página 116 / 210 Siguiente

Respuesta rápida

Sección 9: compuestos oxigenados y grupos funcionales. Objetivo O.CN.Q.5.7: relacionar propiedades de compuestos con la naturaleza del enlace (iónico, covalente polar/apolar) y su estructura, aplicándolas con responsabilidad social. Sin ejercicios en esta página.

quimica ⭐ Dificultad 1/5 ⏱ 4 min lectura

Solución — Página 116

Quimica 3° · 2024

Ejercicio 1

Contenido de la Sección 9

La página es la portada de la Sección 9 del libro de Química de Tercero de BGU (Ecuador, 2024). No contiene ejercicios numéricos; establece el objetivo curricular y el tema que se desarrollará en las páginas siguientes.

Ejercicio 1

Objetivo curricular (O.CN.Q.5.7)

"Relacionar las propiedades de los elementos y de sus compuestos con la naturaleza de su enlace y con su estructura, generando así iniciativas propias en la formación de conocimientos con responsabilidad social."

Este objetivo se desglosa en tres capacidades:

Identificar el tipo de enlace (iónico, covalente apolar o covalente polar) presente en un compuesto.
Explicar cómo la estructura molecular —forma, polaridad, tamaño y masa molecular— determina las propiedades físicas (punto de ebullición, solubilidad, conductividad) y químicas (reactividad, acidez/basicidad) de la sustancia.
Aplicar ese conocimiento a situaciones de la vida cotidiana y a problemas con responsabilidad social, por ejemplo, el uso de solventes, medicamentos, biocombustibles y materiales.

Ejercicio 2

Tema desarrollado: Compuestos oxigenados y grupos funcionales

Un compuesto oxigenado es una sustancia que, además de carbono e hidrógeno, contiene átomos de oxígeno. El comportamiento químico de estos compuestos está gobernado por el grupo funcional, es decir, por el conjunto de átomos que se repite en una familia de compuestos y que les confiere propiedades características.

Grupo funcional	Fórmula genérica	Familia	Ejemplo	Enlace principal
Hidroxilo	$-\text{OH}$	Alcoholes	$\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}$ (etanol)	$\text{O}-\text{H}$ polar
Aldehído	$-\text{CHO}$	Aldehídos	$\text{CH}_3\text{CHO}$ (acetaldehído)	$\text{C}=\text{O}$ polar
Cetona	$>\text{C}=\text{O}$	Cetonas	$\text{CH}_3\text{COCH}_3$ (acetona)	$\text{C}=\text{O}$ polar
Carboxilo	$-\text{COOH}$	Ácidos carboxílicos	$\text{CH}_3\text{COOH}$ (ácido acético)	$\text{O}-\text{H}$ y $\text{C}=\text{O}$
Éter	$\text{R}-\text{O}-\text{R}'$	Éteres	$\text{C}_2\text{H}_5\text{OC}_2\text{H}_5$ (éter dietílico)	$\text{C}-\text{O}-\text{C}$
Éster	$-\text{COOR}'$	Ésteres	$\text{CH}_3 ext{COOC}_2 ext{H}_5$ (acetato de etilo)	$\text{C}=\text{O}$ y $\text{C}-\text{O}$

Ejercicio 3

Enlace, estructura y propiedades

Enlace polar y enlace no polar: en el enlace $\text{O}-\text{H}$ la electronegatividad del oxígeno ( $\chi \approx 3{,}44$ ) es mayor que la del hidrógeno ( $\chi \approx 2{,}20$ ), por lo que el enlace es polar y la diferencia de electronegatividad es $\Delta \chi = 1{,}24$ , lo que favorece el enlace por puentes de hidrógeno.
Propiedades asociadas: los alcoholes con menos de cinco carbonos se miscen con el agua (polaridad semejante y puentes de hidrógeno); los éteres y alcoholes de cadena larga son apolares en su región hidrocarbonada y se disuelven en solventes no polares.
Tendencia de los puntos de ebullición: para alcoholes de fórmula general $\text{C}_n\text{H}_{2n+1}\text{OH}$ el punto de ebullición aumenta con la masa molecular porque aumentan las fuerzas de van der Waals, pero siempre supera el del hidrocarburo correspondiente $\text{C}_n\text{H}_{2n+2}$ gracias a los puentes de hidrógeno.
Ejemplo cuantitativo: el etanol ( $\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$ ) hierve a $78{,}5 \, ^\circ\text{C}$ , mientras que el etano ( $\text{C}_2\text{H}_6$ ), de masa similar, hierve a $-88{,}6 \, ^\circ\text{C}$ .

Ejercicio 4

Responsabilidad social

Comprender los grupos funcionales permite predecir: la corrosividad de un ácido, la inflamabilidad de un éter, la toxicidad de un aldehído o el papel de los biocombustibles (ésteres de ácidos grasos) como alternativas renovables al petróleo. Estas iniciativas de aplicación son parte exigida por el objetivo O.CN.Q.5.7.

Nota: al tratarse de una portada de sección, la página no incluye actividades ni ítems de evaluación; los ejercicios aparecerán en las páginas siguientes (117 en adelante).

Contenido de la página

SECCIÓN 9

Ilustración de laboratorio de química con matraces, matraces de destilación, tubos de ensayo, mecheros, pilas y probetas de distintos colores (fuente: https://n9.cl/fpty5)

OBJETIVO:

O.CN.Q.5.7. Relacionar las propiedades de los elementos y de sus compuestos con la naturaleza de su enlace y con su estructura, generando así iniciativas propias en la formación de conocimientos con responsabilidad social.

TEMAS:

Compuestos oxigenados y grupos funcionales

Desarrollo del objetivo (apoyo para el estudiante)

El objetivo pide tres habilidades encadenadas: identificar el tipo de enlace en un compuesto, explicar cómo la estructura molecular condiciona sus propiedades y aplicar ese conocimiento en contextos reales con compromiso social.

Compuestos oxigenados y grupos funcionales

Los compuestos oxigenados contienen, además de carbono e hidrógeno, átomos de oxígeno unidos mediante enlaces covalentes. Su reactividad depende del grupo funcional:

Alcoholes: grupo hidroxilo $-\text{OH}$
Aldehídos: grupo aldehídico $-\text{CHO}$
Cetonas: grupo cetónico $>\text{C}=\text{O}$
Ácidos carboxílicos: grupo carboxilo $-\text{COOH}$
Éteres: enlace $\text{C}-\text{O}-\text{C}$
Ésteres: grupo $-\text{COOR}'$

Enlace, estructura y propiedades

La diferencia de electronegatividad entre átomos determina la polaridad del enlace. En el enlace $\text{O}-\text{H}$ , $\Delta \chi = 3{,}44 - 2{,}20 = 1{,}24$ , lo que permite formar puentes de hidrógeno: la explicación de por qué el etanol ( $\text{bp} = 78{,}5 \, ^\circ\text{C}$ ) es líquido a temperatura ambiente y el etano ( $\text{bp} = -88{,}6 \, ^\circ\text{C}$ ) no lo es.

Ejemplos resueltos

Ejemplo: ¿Por qué el etanol ( $\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$ ) se disuelve en agua y el butano ( $\text{C}_4\text{H}_{10}$ ) no?

El etanol contiene el grupo $-\text{OH}$ , cuyo enlace $\text{O}-\text{H}$ es polar ( $\Delta \chi = 1{,}24$ ). 2. El agua también es polar y forma puentes de hidrógeno. 3. Se cumple el criterio "se disuelve lo semejante": el etanol es miscible con el agua. 4. El butano es un hidrocarburo apolar ( $\Delta \chi \approx 0$ en los enlaces $\text{C}-\text{H}$ ) y solo presenta fuerzas de van der Waals débiles, por lo que no se disuelve en agua.

Ejemplo: Ordena de menor a mayor punto de ebullición: metano ( $\text{CH}_4$ ), metanol ( $\text{CH}_3\text{OH}$ ) y etanol ( $\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$ ).

Metano: apolar, solo van der Waals, $\text{bp} = -161{,}5 \, ^\circ\text{C}$ . 2. Metanol: forma puentes de hidrógeno vía $-\text{OH}$ , $\text{bp} = 64{,}7 \, ^\circ\text{C}$ . 3. Etanol: igual tipo de enlace pero mayor masa molecular, más fuerzas de van der Waals, $\text{bp} = 78{,}5 \, ^\circ\text{C}$ . 4. Orden: $\text{CH}_4 < \text{CH}_3\text{OH} < \text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$ .

Tablas (2)

Grupo funcional	Fórmula genérica	Familia	Ejemplo	Propiedad destacada
Hidroxilo	$-\text{OH}$	Alcoholes	Etanol, $\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$	Puentes de hidrógeno, miscible con agua
Aldehídico	$-\text{CHO}$	Aldehídos	Acetaldehído, $\text{CH}_3\text{CHO}$	Polar, volátil, reactivo
Cetónico	$>\text{C}=\text{O}$	Cetonas	Acetona, $\text{CH}_3 ext{COCH}_3$	Excelente solvente apolar/polar
Carboxilo	$-\text{COOH}$	Ácidos carboxílicos	Ácido acético, $\text{CH}_3 ext{COOH}$	Donación de $\text{H}^+$ , acidez
Éter	$\text{R}-\text{O}-\text{R}'$	Éteres	Éter dietílico	Bajo punto de ebullición, inflamable
Éster	$-\text{COOR}'$	Ésteres	Acetato de etilo	Olor frutal, solvente

Fuerza intermolecular	En qué aparece	Efecto en las propiedades
Enlace iónico	Sales (ej. $\text{NaCl}$ )	Alto punto de fusión, conductividad fundida/acuosa
Puente de hidrógeno	Alcoholes, ácidos, agua	Puntos de ebullición elevados, alta solubilidad en agua
Dipolo-dipolo	Cetonas, aldehídos, éteres	Propiedades intermedias
Fuerzas de van der Waals	Hidrocarburos, éteres de cadena larga	Puntos de ebullición que aumentan con la masa molecular

Diagrama

graph LR
  A[Compuesto oxigenado] --> B{Naturaleza del enlace}
  B --> C[Iónico]
  B --> D[Covalente polar]
  B --> E[Covalente apolar]
  D --> F[Polaridad molecular]
  F --> G[Puentes de hidrógeno]
  F --> H[Solubilidad en agua]
  E --> I[Fuerzas de van der Waals]
  G --> J[Punto de ebullición elevado]
  I --> K[Punto de ebullición bajo]
  J --> L[Propiedades del compuesto]
  H --> L
  K --> L
  L --> M[Aplicaciones con responsabilidad social]

Fórmulas y ecuaciones

$\text{Fórmula general de alcoholes: }$ $\text{C}$ _n $\text{H}@@MATH_0@@\text{OH}$

$\text{Fórmula general de ácidos carboxílicos: }$ $\text{C}$ _n $\text{H}@@MATH_0@@\text{COOH}$

$\text{Diferencia de electronegatividad: }$ $\Delta$ $\chi$ = $|\chi_A$ - $\chi_B|$

$\Delta$ $\chi$ = $\chi_{@@MATH_0@@\text{H}$ } = 3{,}44 - 2{,}20 = 1{,}24

$\text{Alcohol: }$ $\text{C}$ _n $\text{H}@@MATH_0@@\text{OH}$

$\text{Ácido carboxílico: }$ $\text{R}$ - $\text{COOH}$

$\text{Éster: }$ $\text{R}$ - $\text{COO}$ - $\text{R}$ '

$\text{Densidad de carga en el enlace: }$ $\delta^{+}@@MATH_0@@^{\delta-}$

Glosario (6)

Compuesto oxigenado: Sustancia formada por carbono, hidrógeno y oxígeno, en la que el oxígeno aparece unido mediante enlaces covalentes a carbono o hidrógeno.
Grupo funcional: Conjunto de átomos que se repite en una familia de compuestos y que determina las propiedades químicas caracterizáticas de esa familia.
Naturaleza del enlace: Tipo de enlace químico presente en un compuesto (iónico, covalente apolar o covalente polar) según la diferencia de electronegatividad de los átomos involucrados.
Polaridad de enlace: Distribución desigual de la densidad electrónica en un enlace covalente, causada por la diferencia de electronegatividad entre los átomos unidos.
Puente de hidrógeno: Intermolecular o intramolecular débil atractivo entre un hidrógeno unido a O, N o F y un par de electrones libre de un átomo electronegativo cercano.
Responsabilidad social: Compromiso de aplicar el conocimiento científico para el bien común, tomando decisiones informadas sobre salud, ambiente y sociedad.

Preguntas para practicar

Según el objetivo O.CN.Q.5.7, ¿cómo se relaciona la naturaleza del enlace con las propiedades de un compuesto? Da un ejemplo.

La naturaleza del enlace (iónico, covalente polar o apolar) determina la polaridad del compuesto, y esta condiciona sus propiedades físicas (punto de ebullición, solubilidad, conductividad) y químicas (reactividad, acidez). Por ejemplo, el ácido acético ($\text{CH}_3\text{COOH}$) posee enlaces $\text{O}-\text{H}$ polares que le permiten donar protones (es ácido) y formar puentes de hidrógeno con el agua, lo que explica su alta solubilidad.

¿Por qué se afirma que la estructura molecular es tan importante como la fórmula empírica para predecir propiedades?

La fórmula empírica solo indica la proporción de átomos; la estructura revela cómo están conectados y la distribución de la densidad electrónica. Compuestos de igual fórmula molecular (isómeros), como el etanol y el dimetil éter ($\text{C}_2\text{H}_6\text{O}$), presentan propiedades muy distintas: el primero forma puentes de hidrógeno y hierve a $78{,}5 \, ^\circ\text{C}$, mientras que el segundo no los forma y hierve a $-24 \, ^\circ\text{C}$.

Menciona una iniciativa propia, con responsabilidad social, que puedas generar a partir de tu conocimiento sobre compuestos oxigenados.

Ejemplo orientativo: diseñar una campaña para sustituir solventes clorados tóxicos por alternativas menos dañinas (etanol o acetato de etilo) en talleres artesanales de la comunidad, justificando la decisión con la estructura polar/apolar y la toxicidad de cada compuesto, e informando a la población sobre su manejo seguro y disposición de residuos.

Temas y conceptos clave

Sección 9 del libro de Química BGUObjetivo curricular O.CN.Q.5.7Compuestos oxigenadosGrupos funcionalesRelación enlace-estructura-propiedadesResponsabilidad social en la construcción del conocimientocompuesto oxigenadogrupo funcionalnaturaleza del enlacepolaridadpuentes de hidrógenoelectronegatividadpropiedades físicas y químicasresponsabilidad social

Fuentes y referencias

https://n9.cl/fpty5

¿Te fue útil esta página?

Preguntas que la gente también hace

¿Qué establece el objetivo O.CN.Q.5.7 en Química del Bachillerato General Unificado?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Qué es un compuesto oxigenado y qué grupos funcionales lo caracterizan?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Cómo se relaciona la polaridad de un enlace con las propiedades de un compuesto?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

📌 Antes de leer esto

• Tipos de enlace químico: iónico, covalente apolar y covalente polar
• Electronegatividad de Pauling y diferencia de electronegatividad
• Distribución electrónica de carbono, oxígeno e hidrógeno
• Fuerzas intermoleculares: van der Waals y puentes de hidrógeno
• Nomenclatura básica de hidrocarburos

Siguiente tema sugerido

Nomenclatura y propiedades de los alcoholes y aldehídos, con la relación entre grupo funcional, polaridad y punto de ebullición (pág. 117).

📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 322 caracteres

SECCIÓN 9

https:/(n9.cl/fpty5

OBJETIVO:

O.CN.Q.5.7. Relacionar las propiedades de los elementos y de sus compuestos con la naturaleza de su enlace y con su estructura generando así iniciativas propias en la formación de conocimientos con responsabilidad social.

TEMAS:

{| 1. Compuestos oxigenados y grupos funcionales

Páginas cercanas