EL PETROLEO:

El petróleo es un líquido oleoso bituminoso (color oscuro) de origen natural compuesto por diferentes sustancias orgánicas (es una mezcla de hidrocarburos, aunque también suelen contener unos pocos compuestos de azufre y de oxígeno). Es, como el carbón, un combustible fósil. También recibe los nombres de petróleo crudo, crudo petrolífero o simplemente "crudo". Aunque se trata de un líquido aceitoso de color oscuro, es considerado una roca sedimentaria.

El petróleo se forma a partir de restos de pequeños organismos marinos que viven en cantidades enormes en mares cálidos y poco profundos. Si al morir estos organismos son rápidamente enterrados por sedimentos, fermentarán. Pasados millones de años, bajo la presión de nuevas capas de sedimentos, los restos orgánicos se transformarán en petróleo. El proceso comenzó hace muchos millones de años, cuando surgieron los organismos vivos en grandes cantidades, y continúa hasta el presente

Se encuentra en grandes cantidades bajo la superficie terrestre, en los estratos superiores de la corteza terrestre.

Composición Química del petróleo

En una mezcla muy compleja de composición variable, de hidrocarburos de muchos puntos de ebullición y estados sólido, líquido y gaseoso, que se disuelven unos en otros para formar una solución de viscosidad variable.

Contiene:

• Hidrocarburos saturados o parafinas. Formula general
• Hidrocarburos etilénicos u oleifinas.
• Hidrocarburos acetilénicos.
• Hidrocarburos cíclicos ciclánicos.
• Hidrocarburos bencénicos o aromáticos.
• Compuestos oxigenados (derivados de hidrocarburos etilénicos, por oxidación y polimerización)
• Compuestos sulfurados (tiofeno, etc.)
• Compuestos nitrogenados cíclicos (piridina, etc)

CARACTERÍSTICAS FISICAS Y QUIMICAS DEL PETROLEO.

·         Color:

Generalmente se piensa que todos los crudos son de color negro, lo cual ha dado origen a cierta sinonimia y calificativos: "oro negro", "más negro que el petroleo crudo". Sin embargo por transmisión de la luz, los crudos pueden tener color amarillo pálido, tonos de rojo y marrón hasta llegar a negro. Por reflexión de la luz pueden aparecer verdes, amarillos con tonos azules, rojo, marrón y negro. Los crudos pesados y extrapesados son negro casi en su totalidad. Crudos con altísimo contenido de cera son livianos y de color amarillo; por la noche al bajar bastante la temperatura tienden a solidificarse notablemente y durante el día, cuando arrecia el sol, muestra cierto hervor en el tanque. El crudo más liviano o condensado llega a tener un color blanquecino, lechoso y a veces se usa en el campo como gasolina cruda.

·         Olor:

El olor de los crudos es aromático como el de la gasolina, del querosene u otros derivados. Si el crudo contiene azufre tiene un olor fuerte y hasta repugnante, como el de huevo podrido. Si contiene sulfuro de hidrogeno, los vapores son irritantes, tóxicos y hasta mortíferos. Para atestiguar la buena o rancia calidad de los crudos es común que la industria los designe como dulces o agrios.

·         Densidad:

Los crudos pueden pesar menos que el agua (livianos y medianos) o tanto o más que el agua (pesados y extrapesados). De allí que la densidad pueda tener un valor de 0,75 a 1,1. Estos dos rangos equivalen a 57,2 y -3 ºAPI.

La densidad, la gravedad especifica o los grados API (API es la abreviatura de American Petroleum Institute ). Denota la relación correspondiente de peso específico y de fluidez de los crudos con respecto al agua.

·         Sabor: El sabor de un crudo es una propiedad que se torna importante cuando el contenido de sal es bastante alto. Esta circunstancia requiere que el crudo sea tratado adecuadamente en las instalaciones de producción del campo para ajustarle la sal al mínimo (gramos por metro cúbico) aceptable por compradores y refinerías.

·         Índice de refracción: Medido con un refractómetro, los hidrocarburos acusan valores de 1,39 a 1,49. Se define como la relación de la velocidad de la luz al pasar de uno a otro cuerpo.

·         Coeficiente de expansión: Varía entre 0,00036 y 0,00096. Temperatura ºC por volumen.

·         Punto de ebullición: No es constante, Debido a sus constituyentes varía algo menos que la temperatura atmosférica hasta la temperatura igual o por encima de 300 ºC.

·         Punto de congelación: Varía desde 15,5 ºC hasta la temperatura de -45 ºC. Depende de las propiedades y características de cada crudo o derivado. Este factor es de importancia al considerar el transporte de los hidrocarburos y las estaciones, principalmente el invierno y las tierras gélidas.

·         Punto de deflagración: Varía desde -12 ºC hasta 110 ºC. Reacción vigorosa que produce calor acompañado de llamas y/o chispas.

·         Punto de quema: Varía desde 2 ºC hasta 155 ºC.

·         Poder calorífico: Puede ser entre 8.500 a 11.350 calorías/gramo. Entre BTU/libra puede ser de 15.350 a 22.000. (BTU es la unidad térmica británica).

·         Calor especifico: Varía entre 0,40 y 0,52. El promedio de la mayoría de los crudos es de 0,45. Es la relación de cantidad de calor requerida para elevar su temperatura un grado respecto a la requerida para elevar un grado la temperatura de igual volumen o masa de agua.

·         Calor latente de vaporización: Para la mayoría de los hidrocarburos parafínicos y metilenos acusa entre 70 a 90 kilocalorías/kilogramo ó 130 a 160 BTU/libra.

·         Viscosidad: La viscosidad es una de las características más importantes de los hidrocarburos en los aspectos operacionales de producción, transporte, refinación y petroquímica. La viscosidad, que indica la resistencia que opone el crudo al flujo interno, se obtiene por varios métodos y se le designa por varios valores de medición.

·         DERIVADOS Y USOS DEL PETRÓLEO

·         Los siguientes son los diferentes productos derivados del petróleo y su utilización:

·         Gasolina motor corriente y extra - Para el consumo en los vehículos automotores de combustión interna, entre otros usos.

·         Turbocombustible o turbosina - Gasolina para aviones jet, también conocida como Jet-A.

·         Gasolina de aviación - Para uso en aviones con motores de combustión interna.

·         ACPM o Diesel - De uso común en camiones y buses.

·         Queroseno - Se utiliza en estufas domésticas y en equipos industriales. Es el que comúnmente se llama "petróleo".

·         Cocinol- Especie de gasolina para consumos domésticos. Su producción es mínima.

·         Gas propano o GLP - Se utiliza como combustible doméstico e industrial.

·         Bencina industrial - Se usa como materia prima para la fabricación de disolventes alifáticos o como combustible doméstico

·         Combustóleo o Fuel Oil - Es un combustible pesado para hornos y calderas industriales.

·         Disolventes alifáticos - Sirven para la extracción de aceites, pinturas, pegantes y adhesivos; para la producción de thinner, gas para quemadores industriales, elaboración de tintas, formulación y fabricación de productos agrícolas, de caucho, ceras y betunes, y para limpieza en general.

·         Asfaltos - Se utilizan para la producción de asfalto y como material sellante en la industria de la construcción.

·         Bases lubricantes - Es la materia prima para la producción de los aceites lubricantes.

·         Ceras parafínicas - Es la materia prima para la producción de velas y similares, ceras para pisos, fósforos, papel parafinado, vaselinas, etc.

·         Polietileno - Materia prima para la industria del Plastico en general

·         Alquitrán aromático (Arotar) - Materia prima para la elaboración de negro de humo que, a su vez, se usa en la industria de llantas. También es un diluyente

·         Acido nafténico - Sirve para preparar sales metálicas tales como naftenatos de calcio, cobre, zinc, plomo, cobalto, etc., que se aplican en la industria de pinturas, resinas, poliéster, detergentes, tensoactivos y fungicidas

·         Benceno - Sirve para fabricar ciclohexano.

·         Ciclohexano - Es la materia prima para producir caprolactama y ácido adípico con destino al nylon.

·         Tolueno - Se usa como disolvente en la fabricación de pinturas, resinas, adhesivos, pegantes, thinner y tintas, y como materia prima del benceno.

·         Xilenos mezclados - Se utilizan en la industria de pinturas, de insecticidas y de thinner.

·         Ortoxileno - Es la materia prima para la producción de anhídrido ftálico.

·         Alquilbenceno - Se usa en la industria de todo tipo de detergentes, para elaborar plaguicidas, ácidos sulfónicos y en la industria de curtientes.El azufre que sale de las refinerías sirve para la vulcanización del caucho, fabricación de algunos tipos de acero y preparación de ácido sulfúrico, entre otros usos. En Colombia, de otro lado, se extrae un petróleo pesado que se llama Crudo Castilla, el cual se utiliza para la producción de asfaltos y/o para mejoramiento directo de carreteras, así como para consumos en hornos y calderas.

GEOMETRÍA MOLECULAR

La Geometría molecular o estructura molecular es la disposición tri-dimensional de los átomos que constituyen una molécula. Es importante por que determina muchas de las propiedades de las moléculas, como son la reactividad, polaridad, fase, color, magnetismo, actividad  farmacologicoa, toxicologica, biológica, etc.
Las geometrías moleculares se determinan mejor a temperaturas próximas al cero absoluto porque a temperaturas más altas las moléculas presentarán un movimiento rotacional considerable. En el estado sólido la geometría molecular puede ser medida por Difracción de rayos X. Las geometrías se pueden calcular por procedimientos mecánico cuánticos ab initio o por métodos semiempíricos de modelamiento molecular. Las moléculas grandes a menudo existen en múltiples conformaciones estables que difieren en su geometría molecular y están separadas por barreras altas en la superficie de energía potencial.
La posición de cada átomo se determina por la naturaleza de los enlaces químicos con los que se conecta a sus átomos vecinos. La geometría molecular puede describirse por las posiciones de estos átomos en el espacio, mencionando la longitud de enlace de dos átomos unidos, ángulo de enlace de tres átomos conectados y ángulo de torsión de tres enlaces consecutivos.
 
El radio atómico aumenta al descender en un grupo y para los elementos de los grupos s y p el radio atómico disminuye de izquierda a derecha en un periodo. Esta variación puede interpretarse atendiendo a la configuración electrónica de los átomos. Al descender en un grupo, aumenta el número cuántico principal, y al pasar de un periodo a otro los electrones de valencia ocupan orbitales de número cuántico superior al anterior. Como se puede comprobar en las gráficas de las funciones de onda radial, los máximos se encuentra cada vez mas alejados del núcleo conforme aumenta n, lo que explica el aumento en el tamaño del átomo. Por el contrario, a lo largo de un periodo los electrones de valencia ocupan orbitales con el mismo valor de n). Los valores de la carga nuclear efectiva a lo largo de un periodo aumentan (véanse por ejemplo los de los electrones 2p desde el B al Ne, Tabla 1), que hace que los electrones externos estén cada vez más atraídos que los del elemento que le precede en la Tabla Periódica. Ello supone que en un periodo los átomos se hacen cada vez más compactos, esto es, cada vez más pequeños.
 
El periodo 6 (Cs-Po) muestra una interesante e importante modificación de estas tendencias. Como puede observarse en la figura anterior, el radio metálico de los elementos de la tercera serie de transición es muy similar a los que muestran los metales de la segunda serie de transición y no significativamente mayores como en un principio cabría esperar. Por ejemplo, el radio del Mo es de 1,40 Å y el del W es sólo de 1,41 Å, a pesar de que este último elemento tiene 32 electrones más que el primero. Este efecto en la reducción del radio atómico para estos elementos se conoce como la contracción lantánida. El nombre del efecto apunta directamente a la causa del mismo. Los elementos del periodo 6 están precedidos por los elementos de la serie lantánida en los cuales se ocupan los orbitales 4f. Estos orbitales tienen muy poca capacidad de apantallamiento, de manera que las repulsiones entre los electrones que se van añadiendo a lo largo de la serie f no compensan el aumento de la carga nuclear y, en consecuencia, Zef aumenta de izquierda a derecha a lo largo del periodo; el efecto dominante de Zef hace que los electrones estén fuertemente atraídos y los átomos sean más compactos