2.5 Derivados halogenados de los hidrocarburos

Pre-conocimiento

¿Conseguiremos recuperar la capa de ozono?
 
 
Agujero en la capa de ozono en 1979 y en 2008. NASA
Seguro que has oído hablar del agujero en la capa de ozono. La capa de ozono protege a todos los seres vivos del 90% de la radiación ultravioleta dañina que nos llega desde el Sol y que puede provocarnos quemaduras, cáncer o cataratas.
 
El ozono (O3) se encuentra en la estratosfera a unos 20 km de altura en la proporción de una molécula de ozono por cada 100.000 moléculas de aire.
 
En los años setenta del siglo pasado Paul J. Crutzen, Mario J. Molina y F. Sherwood Rowland anunciaron que los clorofluorocarbonos (CFC) utilizados en los aparatos de aire acondicionado, en los frigoríficos y como propelentes en los sprays, podrían destruir la capa de ozono. Por este descubrimiento recibieron el premio Nobel de Química en el año 1995.
 
En mayo de 1985, científicos de la British Antartic Survey publicaron en la revista Nature que los valores más bajos de la concentración de ozono sobre la Antártida habían disminuido un 40% entre 1975 y 1984 durante la primavera austral.
Los CFC fueron introducidos por ingenieros de la General Motors en 1930 para sustituir a otros compuestos, que se utilizaban como refrigerantes, porque son muy estables y no son tóxicos. Pero no tuvieron en cuenta que las moléculas se los CFCs se rompen con la luz ultravioleta emitida por el Sol.

Destrucción del ozono por los CFCs.

J.A. Pérez Leal. Wikipedia

 
Al incidir la luz ultravioleta sobre una molécula de CFC esta se rompe y se libera un átomo de cloro con un electrón libre (radical de cloro) que es muy reactivo y se une a una molécula de ozono (O3) rompiéndola. El radical de cloro queda libre al final del proceso y puede seguir rompiendo moléculas de ozono. Se estima que un solo radical de cloro puede romper 30.000 moléculas de ozono.
El uso de los CFCs fue prohibido por el protocolo de Montreal de 1987. En este protocolo se estableció el año 1996 como fecha límite para abandonar la fabricación y el consumo de los CFCs (2010 para los países en vías de desarrollo).
Los científicos anunciaron en 2011 que el del agujero de la capa de ozono sobre la Antártida se había reducido a su menor tamaño en los últimos cinco años. Calculan que el agujero podría sellarse en torno al año 2080.
Parece que en relación a este tema, se han hecho las cosas bien: en menos de 20 años se predijo lo que podría ocurrir, se comprobó que estaba ocurriendo y se alcanzó un acuerdo internacional para prohibir el uso de los compuestos que estaban destruyendo la capa de ozono.

 

En este apartado vas a aprender a formular derivados halogenados de los hidrocarburos, es decir, compuestos que se obtienen cuando se sustituyen hidrógenos de un hidrocarburo por átomos de fluor (F), cloro (Cl), bromo (Br) o yodo (I).

Los clorofluorocarbonos (CFCs) que, como hemos visto, son los responsables del agujero en la capa de ozono son derivados halogenados de los hidrocarburos que se obtienen al sustituir algunos o todos los hidrógenos de un hidrocarburo por cloro y fluor.

Los halogenos (F, Cl, Br, I) tienen 7 electrones en su último nivel por lo que necesitan un electrón más para ser estables como el gas noble que le sigue en su periódo. Para ello comparte uno de estos 7 electrones con otro átomo que aportará también un electrón al enlace covalente que se forma. Por tanto, cada átomo de F, Cl, Br o I forma un único enlace covalente cuando se une a un átomo de C al sustituir a un átomo de H en un hidrocarburo.

  • Los átomos de F, Cl, Br o I sustituidos se indican delante del nombre del hidrocarburo utilizando los prefijos fluoro-, cloro-, bromo-, o yodo- con los prefijos multiplicativos que indican su número (di-,tri-,tetra-,etc) y los localizadores correspondientes si hacen falta. Si hay más de un halógeno en una molécula se nombran por orden alfabético.

 

Vamos a empezar viendo algunos ejemplos de CFCs:

 Ejemplos de CFCs
CCl3F  Triclorofluorometano
 CCl2F2  Diclorodifluorometano
 CClF=CF2

Clorotrifluoroeteno

 CCl2F-CCl2F  1,1,2,2-Tetracloro-1,2-difluoroetano

 

Otros ejemplos de derivados halogenados de los hidrocarburos son:

 

Fórmula  Nombre
 CHCl3  Triclorometano
CH3-CHCl-CH3  2-Cloropropano
 CH2=CH-CH2Br  3-bromoprop-1-eno
CHI2-C≡C-CH3
 1,1-Diyodopropino
 CHF=CH-CH=CH2  1-Fluorobuta-1,3-dieno
   1-Bromo-3-metilciclobuteno

 

Vamos a comentar algunas cosas de los ejemplos anteriores:

    • Como curiosidad decirte que el CHCl3 se conoce con el nombre común de cloroformo. Seguro que has visto alguna película donde lo han utilizado para dormir a alguien.

      • En el CH2=CH-CH2Br hemos numerado los carbonos dándole preferencia al doble enlace. Los halogenos se tratan como si fueran radicales (metilo, etilo, etc). Los carbonos se numeran dando prioridad a los dobles y triples enlaces de manera que a los radicales les correspondan los localizadores que formen la combinación más baja posible.

      • Si te fijas en el último compuesto CHI2-C≡C-CH3 entenderás mejor lo de antes. Si numeramos los carbonos de izquierda a derecha los dos átomos de I van en el carbono 1 y el doble enlace en el carbono 2. Si numeramos al revés, de derecha a izquierda, el doble enlace sigue yendo en el carbono 2 pero los átomos de yodo iran en el carbono 3. Como al doble enlace le corresponde el mismo localizador de las dos maneras, elegimos aquella en la que el localizador del yodo sea más pequeño. Además, al nombrar este compuesto no hemos indicado la posición del triple enlace porque sólo hay una posibilidad. No puede ir en el carbono 1 porque éste está unido a dos átomos de I.

        Importante

        ¿Cómo se nombran los derivados halogenados de los hidrocarburos?
        • Los átomos de F, Cl, Br o I se tratan como si fueran radicales (metil, etil, etc) a la hora de elegir la manera de númerar los carbonos de la cadena principal o del ciclo.

        • Utilizaremos los prefijos fluoro-, bromo-, cloro-, o yodo- con los localizadores (si hacen falta) y los prefijos multiplicadores (di-, tri-, etc) delante del nombre del hidrocarburo correspondiente que se nombrará como ya hemos visto según sea un alcano, alqueno, alquino, etc.

        AV - Actividad de Espacios en Blanco

        Completa el nombre de los siguientes compuestos:
           4- -1- -2,2- hexano
         2-Yodo eno
           Fluoro
           3-
         1,2- -3-

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        AV - Reflexión

        Formula los siguientes compuestos:

         

        1.    1,2-Dicloropropano

        2.    Flurorotriclorometano

        3.    o-Cloroetilbenceno

        4.    1,2-Difluoropropeno

        5.    4-Bromociclopenteno