Estructura

Las moléculas orgánicas y las biomoléculas presentan estructuras tridimensionales que se relacionan con sus propiedades fisicoquímicas. De nuestros cursos de Química General o Química Orgánica podemos recordar que el Carbono es un elemento que presenta cuatro electrones de valencia ([He] 2s²,2p² ) y, por lo tanto, puede formar cuatro enlaces covalentes en la mayoría de los compuestos. Cuando existen enlaces sencillos (i.e. el Metano), se tiene una estructura tetraédrica y una hibridación sp³. En cambio, en una estructura trigonal (i.e. el Formaldehído) existe forzosamente al menos un doble enlace, y la hibridación del átomo de Carbono es sp². Cuando el Carbono forma un enlace triple, la hibridación del mismo es sp y por lo tanto su geometría es lineal (i.e. el Acetonitrilo). Note que el acetonitrilo tiene dos átomos de Carbono, uno de ellos, es muy parecido al Carbono del Metano. Por lo tanto el acetonitrilo, tiene también un Carbono con hibridación sp³. La representación estructural de éstas moléculas se muestra a continuación. Los átomos se representan como esferas de diferentes colores, H: blanco, C: gris, O: rojo y el N: azúl.

Como el H sólo puede contener un par de electrones de valencia, el enlace covalente sencillo C-H se presenta en casi todas las moléculas orgánicas. De hecho, en condiciones normales, es casi imposible que el Hidrógeno forme dobles, y mucho menos, triples enlaces. Sin embargo, el Oxígeno puede formar enlaces simples y también dobles enlaces (i.e. Formaldehído), mientras que el Nitrógeno tiene la capacidad de formar triples enlaces (i.e. acetonitrilo).

La reactividad de los compuestos orgánicos depende de sus propiedades fisicoquímicas, como las fuerzas de atracción intramoleculares (enlaces) e intermoleculares (fuerzas de van der Waals), sus propiedades magnéticas (polaridad), sus propiedades electrónicas, de su geometría, entre otras.

Entonces, ¿Cuál de los tres compuestos, metano, formaldehído o acetonitrilo, es más reactivo? ¿Cuál o cuáles son las propiedades que determinan el grado de reactividad de estos tres compuestos? Es conveniente que el estudiante busque algunos videos en youtube, por ejemplo, que expliquen esta propiedad.

Vagamente la reactividad de una molécula, sustancia o compuesto es la capacidad que tiene de reaccionar con otra sustancia, molécula o compuesto. Está misma propiedad se ve afectada por los cambios en las condiciones ambientales (presión, temperatura). Por ejemplo, existen moléculas que pueden reaccionar con otras o degradarse en otras de menor masa molecuar por el efecto del calor o de la luz.