Instrucciones
Usted tiene las siguientes opciones en este simulador para moléculas pequeñas tanto inorgánicas como orgánicas.
- En la parte superior, aparecen los botones 2D y 3D para que pueda observar el modelo en dos o tres dimensiones.
- A continuación se presenta el modelo en dos o tres dimensiones.
- "Search" puede ser utilizado para buscar alguna molécula, escribiendo el nombre en inglés, por ejemplo al escribir, sulphuric acid (ácido sulfúrico).
- Color de fondo, sirve seleccionar el color del fondo del modelo en tres dimensiones.
- Acercar +, acerca el modelo.
- Acercar -, aleja el modelo.
- Girar X, Y, Z, para girar el modelo en tres dimensiones en los ejes x, y, z.
- Alambres, varillas y pelotas y varillas, para cambiar el modelo en tres dimensiones en esas representaciones.
- Energía, aparce en la parte superior la energía de la molécula en kJ/mol o kcal/mol.
- Minmizar por MMFF94, normalmente las estructuras iniciales que se crean en los simuladores poseen energías mucho mayores a las que tendría un objeto real, por esta razón, se utilizan algoritmos para calcular las posiciones y fuerzas originales, con el objetivo de minimizarlas y que sean más realistas.
- Arrastrar Minimizar, usted puede arrastrar un átomo, soltarlo y entonces el sistema hace un cálculo de minimización de energía.
- Simetría, muestra los planos de simetría en la molécula.
- Editar, puede editar la molécula agragando o quitando átomos y enlaces.
- Superficie VDW, la superficie de van der Waals de una molécula es una representación abstracta o modelo de esa molécula, que ilustra dónde, en términos muy generales, podría haber una superficie para la molécula en función de los cortes duros de los radios de van der Waals para átomos individuales, y representa una superficie a través de la cual la molécula podría concebirse interactuando con otras moléculas.
- PEM es el mapa de potencial electrostático.
- Carga parcial calcula la carga parcial de cada átomo.
- Tetraedros, para el caso que exista alguna átomo tetraédrico.
- Dipolos enlaces, para ver el los dipolos de todos los enlaces.
- Dipolo molecular, para ver el momento dipolar resultante de toda la molécula.
- Hibridación sp, sp2 y sp3, para ver la hibridacion del átomo de carbono.
- Anillo aromático, muestra los anillos aromáticos.
- Heteroátomo, muestra los heteroátomos en heterociclos.
- C quiral (nomenclatura R/S) y E/Z para isomería geométrica en alquenos, los descriptores R/S permiten indicar en un compuesto orgánico la configuración (la disposición espacial de los sustituyentes) de un carbono o centro quiral, estereocentro o centro estereogénico, que es el caso de un átomo de carbono con cuatro sustituyentes diferentes. Se añade R o S entre paréntesis como prefijo delante del nombre de la molécula orgánica. En caso de ser más de uno el centro estereogénico, separados por coma se indica el descriptor R o S de cada uno, precedido del número o localizador que identifica su posición.
- Invertir R/S, para cambiar la quiralidad.
- Nomenclatura E/Z en Alquenos, el sistema tradicional para nombrar los isómeros geométricos de un alqueno, en el que los mismos grupos están dispuestos de manera diferente, es nombrarlos como cis o trans. Sin embargo, es fácil encontrar ejemplos donde el sistema cis-trans no se aplica fácilmente.
- N electrones, O electrones y S electrones, para ver los electrones libres del nitrógeno, oxígeno y azufre.
- C primario, C secundario, C terciario, C cuaternario, identifica la clasificación de los átomos de carbono.
- Dadores y aceptores de puentes de hidrógeno, señala los átomos que pueden dar o aceptar puentes de hidrógeno
- Botón 2D, cuando escoge el botón 2D, la aplicación tiene su propio menú y quedan inhabilitados todos los botones 3D.
Laboratorio de IA: Tu Copiloto de Estudio
Aprende a usar la Inteligencia Artificial Científica
La IA no sirve solo para dar respuestas, sino para profundizar el pensamiento crítico e industrial. Aquí tienes "Prompts" avanzados para desafiar tu comprensión de la nomenclatura sistemática IUPAC de los alcanos:
1. Reglas Fundamentales IUPAC (Cadena Principal y Localizadores)
Selección de la cadena continua más larga y numeración con localizadores más bajos.
2. Orden Alfabético y Prefijos Multiplicativos (di, tri, tetra)
Reglas para ordenar sustituyentes y alfabetización de prefijos.
3. Resolución de Empates y Simetría en la Numeración
Criterios para romper empates en localizadores de sustituyentes.
4. Conversión: Nombre Común a Nombre Sistemático IUPAC
Equivalencia entre el sistema tradicional y las reglas IUPAC.
5. Sustituyentes Ramificados Complejos (Grupos Alquilo Secundarios)
Numeración sistemática interna del sustituyente entre paréntesis.
6. Relevancia Clínica, Farmacéutica y Registro Regulatorio (IUPAC/CAS)
Importancia de los nombres unívocos IUPAC en fármacos y toxicología.
Alcanos
Sistema UIQPA
Se pueden presentar e ilustrar las reglas IUPAC más importantes para la nomenclatura de los alcanos nombrando los cinco isómeros C6H14. Por definición, el isómero C6H14 sin ramificar es el hexano.
¡Atención!
Las reglas de la IUPAC nombran los alcanos ramificados como derivados sustituidos de los alcanos sin ramificar que se utilizan como base.Consideremos el isómero representado por la siguiente estructura.
- Etapa 1: Se identifica la cadena carbonada lineal más larga y se busca el nombre IUPAC correspondiente. En este caso, la cadena más larga tiene cinco átomos de carbono; el compuesto se nombra como derivado del pentano. Lo importante es que el número de carbonos enlazados esté en una secuencia ininterrumpida.
- Etapa 2: Se identifican los sustituyentes unidos a la cadena principal. La cadena de pentano lleva un grupo metilo (-CH3) como sustituyente.
- Etapa 3: Se numera la cadena más larga en el sentido que proporcione el número más pequeño al sustituyente del primer punto de ramificación.
- Etapa 4: Escriba el nombre del compuesto. El alcano principal es la última parte del nombre y es precedida por los nombres de los grupos sustituyentes y por su localización numérica (localizadores). Los guiones separan los localizadores de los nombres. El nombre final es entonces: 2-metilpentano.
La misma secuencia de cuatro etapas da el nombre IUPAC ( 3-metilpentano) para el isómero que tiene su grupo metilo unido al carbono central de la cadena de cinco carbonos.
Los dos isómeros restante tienen dos grupos metilos como sustituyentes de una cadena de cuatro átomos de carbono. De modo que la cadena principal es butano. Cuando el mismo sustituyente aparece más de una vez, se usan los prefijos multiplicadores di-, tri-, tetra-, etc. Se utiliza un localizador por cada sustituyente, y los localizadores se separan entre sí por comas y de las palabras por guiones. Los nombres IUPAC de los dos últimos isómeros de la fórmula molecular C6H14 son: 2,2-dimetilbutano y 2,3-dimetilbutano.
Los grupos alquilo son unidades estructurales que carecen de uno de los hidrógenos de un alcano. Un grupo metilo (CH3-) es un grupo alquilo que deriva del metano (CH4). Los grupos alquilo no ramificados en donde el punto de unión está en el extremo de la cadena se nombran en la nomenclatura sistemática sustituyendo la terminación -ano por -ilo. Ejemplo: grupo etilo (CH3CH2-), propilo (CH3CH2CH2-), butilo (CH3CH2CH2CH2- ). El guión del extremo de la cadena representa un punto potencial de unión a algún otro átomo o grupo.
Los grupos alquilo ramificados se nombran considerando la cadena continua más larga que comienza en el punto de unión como nombre base. Así, el nombre sistemático de los grupos alquilo C3H7 son propilo y 1-metiletilo. Ambos se conocen mejor por sus nombres comunes n-propilo e isopropilo, respectivamente.
Tarjetas de Radicales Alquilo Principales
Un grupo isopropilo es un grupo alquilo secundario. Su punto de unión es un átomo de carbono secundario, que está directamente enlazado a otros dos carbonos.
Los grupos alquilo C4H9 pueden proceder o bien del esqueleto carbonado sin ramificar del butano o bien del esqueleto carbonado ramificado del isobutano. Aquellos que derivan del butano son el grupo butilo (n-butilo) y el grupo 1-metilpropilo (nombre común: sec-butilo)
Aquellos que derivan del isobutano son el grupo isobutilo y el dimetiletilo ( ter-butilo). El isobutilo es un grupo alquilo primario porque su potencial de unión es un carbono primario. El ter-butilo es un grupo alquilo terciario porque su unión potencial es un carbono terciario.
Laboratorios Digitales Disponibles
Para practicar activamente este tema, tienes a tu disposición tres simuladores interactivos avanzados (accesibles en todo momento a través de los botones flotantes a la derecha de tu pantalla o en la sección superior):
- Simulador de Nomenclatura UIQPA (3D): Te permite rotar y examinar estructuras tridimensionales de alcanos ramificados y radicales alquilo en tiempo real para deducir su nombre sistemático IUPAC.
- Simulador de Construcción Estructural (2D/3D): Te presenta el nombre de un alcano y te desafía a dibujar su estructura química en un pizarrón 2D interactivo, evaluando automáticamente la exactitud de tu diseño en un visor 3D.
- Simulador de Autoevaluación (Nombrar Alcanos): Te presenta la estructura de un alcano en 2D/3D y te desafía a escribir su nombre sistemático IUPAC correcto, validando tu ortografía química (minúsculas, comas y guiones).
Combinando los principios fundamentales de la notación UIQPA (en inglés, IUPAC) con los nombres de los distintos grupos alquilo, podemos desarrollar nombres sistemáticos para alcanos altamente ramificados. Empecemos con un caso sencillo, como el siguiente: como la cadena continua más larga en la fórmula estructural (color violeta) numerada contiene ocho carbonos, se nombra como un derivado del octano. La numeración comienza por el extremo más cercano a la ramificación, y así el sustituyente etilo está localizado en C-4 y el nombre del alcano es 4-etiloctano.
¿Qué le ocurre al nombre UIQPA cuando otro sustituyente, por ejemplo un grupo metilo, se añade a la estructura en el C-3? El compuesto se nombra como un derivado del octano que lleva un grupo metilo en el C-3 y un grupo etilo en el C-4. Cuando están presentes dos o más sustituyentes distintos, se citan en orden alfabético. El nombre IUPAC para este compuesto es 4-etil-3-metiloctano.
Los prefijos multiplicadores tales como di-, tri-, tetra- se utilizan cuando sea necesario, pero no se tiene en cuenta en el orden alfabético. Al añadir un segundo grupo metilo en C-5 a la estructura origina, por ejemplo, se convierte en 4-etil-3,5-dimetiloctano.
Los prefijos sec- y ter- tampoco se tienen en cuenta en el orden alfabético, excepto cuando se comparan entre sí, ter-butil precede a isobutil, y sec-butil precede a ter-butil.
Para aplicar las reglas de nomenclatura en un compuesto altamente ramificado, utilizaremos el siguiente ejemplo:
Ejemplo Complejo de Alcanos Ramificados: Dodecano
Podcast: Nomenclatura UIQPA (IUPAC)
Haz clic en el botón para cargar y reproducir el audio narrativo de la nomenclatura IUPAC.
Video: Nomenclatura IUPAC de Alcanos
Visualiza el video explicativo sobre la asignación sistemática de nombres y localizadores en alcanos.
Presentación: Nomenclatura UIQPA de Alcanos
Para mejor experiencia en celular, abre la presentación directamente:
Abrir Presentación PDFVisualiza la Presentación.
Infografía: Nomenclatura UIQPA (IUPAC) de Alcanos
1. ¿Qué significa UIQPA y cuál es su propósito principal según las normas internacionales?
2. ¿Cómo se selecciona y numera la cadena carbonada principal en un alcano ramificado?
3. ¿Qué es un localizador y cómo se utilizan los prefijos multiplicativos (di, tri, tetra)?
4. ¿Cómo se ordenan los sustituyentes en el nombre final de la molécula según la IUPAC?
5. ¿Qué diferencia existe entre un grupo n-propilo y un grupo isopropilo (1-metiletil)?
1. Compara las limitaciones del sistema común frente a la precisión unívoca de la nomenclatura IUPAC en alcanos ramificados.
2. Describe el algoritmo de 4 pasos para nombrar cualquier alcano ramificado utilizando el ejemplo del 4-etil-2,3-dimetiloctano.
3. Explica la importancia clínica, farmacológica y biológica del rigor en la nomenclatura IUPAC para la industria médica.
1. ¿Cómo se selecciona la cadena principal para evitar confundir una ramificación larga y compleja con la cadena base (por ejemplo, en el 5-neopentildecano)?
2. Si tenemos los sustituyentes metilo, etilo, sec-butilo y neopentilo en una misma molécula, ¿cuál es su orden alfabético correcto en el nombre final?
3. ¿Por qué el sustituyente ter-butilo ejerce un fuerte impedimento estérico y cómo afecta a las reacciones químicas del carbono al que está unido?