Grupos de oxígeno o nitrógeno: grupos, método y uso

¿Cuáles son los grupos de oxígeno o nitrógeno?

En la materia de la química algunas de las sustancias compuestas  tienen naturalmente propiedades químicas y semejanzas entre sí. Éstas son denominadas con el nombre de funciones químicas.

Se dan cuando determinados elementos con determinadas características como acidez o basicidad, solubilidad en agua y reactividad. Donde además cuentan  con determinada función química, se dice que estos pertenecen a esta función química.

Existen diversos tipos de funciones químicas de carácter inorgánico: ácido, óxido, base y sal. Sin embargo existen también las funciones químicas orgánicas, compuestos que poseen una cadena carbónica con hidrógenos terminales muy bien definida. Alcohol, fenol, aldehído y éter son ejemplos de funciones orgánicas.

Los Óxidos son compuestos binarios en que el elemento oxígeno presenta número de oxidación igual a -2 y es el más electronegativo de la fórmula. De esta manera es que logran volver al elemento más potente.

Es toda la sustancia que libera un ion H+ en agua, o, más detalladamente sustancias que en medio acuoso se disocian. Así consiguen liberar el catión H^{+} siendo una anión diferente de OH^{-} . La teoría actual de Brønsted- Lowry define como ácido una sustancia capaz de recibir un par de electrones. 

Sus bases son, según Arrhenius, compuestos que en medio acuoso se disocian, liberando como anión OH^{-} y un catión diferente de H^{+} . La teoría actual de Lewis define como base una sustancia capaz de donar un par de electrones. 

Las sales son compuestos que en medio acuoso se disocian, liberando por lo menos un catión diferente de H^{+} y por lo menos un anión diferente de OH^{-} . Son definidos, muy limitadamente, como compuestos binarios resultantes de la reacción de un ácido y una base.

Grupos funcionales de oxígeno

  • El alcohol: El grupo funcional característico es el grupo hidroxilo, – OH. Este puede sustituir a uno de los hidrógenos unidos al carbono: R-CH2OH.
  • El éter: El grupo funcional de los éteres está constituido por un átomo de oxígeno enlazado a dos radicales de alquilo: R-O-R’.
  • El aldehído o cetona: El grupo funcional es el carbonilo: un oxígeno unido mediante un doble enlace al carbono. Si la sustitución se realiza en un carbono de final de cadena, primario, (-CH3 ) el compuesto es un aldehído. Si la sustitución se hace en un carbono secundario (-CH2-), tendremos una cetona.
  • El ácido: El grupo funcional es el carboxilo: combinación de un grupo carbonilo y un hidroxilo sobre un carbono final de cadena (primario)

Métodos de obtención

La mayoría de los óxidos pueden ser obtenidos por medio de una reacción directa del metal o del no metal con el oxígeno.

  • Los óxidos básicos: Metal(valencia)+O2=Metal 2 O(valencia de metal) 
  • Los oxacidos: NoMetal(valencia)+O2= NoMetal2 O(valencia del no metal)

El uso de los óxidos

Los Óxidos se utilizan en la industria para elaborar colorantes. Aunque también se utilizan para producir fertilizantes que combaten problemas de acidez en los suelos como el Óxido de Calcio, Óxido de Magnesio.

Además se usan para crear ácidos en unión con el agua, para producir explosivos como la pólvora. En algunas ocasiones son nusados para obtener algunos elementos en particular.

El uso de los óxidos básicos

En el caso del óxido de zinc

Es el que se usa como pigmento o inhibidor del crecimiento de hongos en pinturas.

En el caso del magnesio

Este acostumbra usarse como antiácido para aliviar los dolores estomacales causados por el calor o acidez estomacal. 

En el caso del Óxido Nitroso 

Comúnmente usado en la industria alimenticia se utiliza para hacer los alimentos más espumosos como natas y yogur.

Grupos funcionales que contienen nitrógeno

  • La amina: El grupo funcional característico es el grupo amina , – NH2 . Este puede sustituir a uno de los hidrógenos unidos al carbono: R-NH2.
  • Los nitrilos: El grupo funcional es el nitrilo, en el que un nitrógeno se une mediante triple enlace a un carbono (primario).
  • La amida: El grupo funcional es el amida, en el que el grupo hidroxilo de un ácido se sustituye por un grupo amina.

Métodos de obtención

Estos elementos componen el 0,33% en masa de la corteza terrestre y muy pocas veces se hallan nativos en la naturaleza. Generalmente se encuentran en forma de compuestos ya sea  óxidos, sulfuros, fosfatos, entre otros.

Mediante la reducción de los óxidos con carbono o por calcinación y reducción de los sulfuros, se pueden obtener los mismos. El único elemento metálico del grupo, el bismuto. Está clasificado en la tabla periódica como “otros metales” junto a los metales de los grupos 13 y 14.

El uso de los grupos funcionales que contienen nitrógeno

En el caso de la amina

Este compuesto químico es empleado en la elaboración de caucho sintético y colorantes. He de tener en cuenta que algunos de ellos son la morfina y la nicotina.

También son biológicamente importantes, como la adrenalina y la noradrenalina.

En el caso del nitrilo

Gracias a su gran cantidad de reacciones, este compuesto sirve como materia prima para un amplio uso en la industria. Se usa para la producción de colorantes, guantes de látex, industria química y farmacéutica. Igualmente se usan para elaborar todo tipo de empaques que contacten con aceites, grasas o productos químicos diversos medianamente corrosivos. 

En el caso de las amidas

Las amidas componen los aminoácidos, las proteínas, ácidos nucléicos, las hormonas, vitaminas y demás elementos necesarios en nuestro organismo.

Generalmente son usadas en la industria farmacéutica y en la industria del nailon. Las amidas sustituidas en general tienen propiedades disolventes muy importantes.

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