Alquenos

Teoría de Química Orgánica I

ALQUENOS Introducción
Los alquenos son hidrocarburos que contienen un enlace doble carbono - carbono. Un enlace doble carbono - carbono es una unidad estructural y un grupo funcional importante en la química orgánica. Este enlace influye en la forma de una molécula orgánica y además en él ocurren la mayoría de las reacciones químicas que experimentan los alquenos.Los alquenos son abundantes en la naturaleza y muchos tienen importantes funciones biológicas. Por ejemplo (fig.5.1), el etileno es una hormona vegetal (auxina) que induce a la maduración de los frutos y el α−pineno es el componente principal del aguarrás. La vida sería imposible sin alquenos como el β−caroteno, compuesto que presenta 11 enlaces dobles. Este pigmento anaranjado que imparte colora diversos vegetales, como las zanahorias, es una valiosa fuente de vitamina A, y se considera que proporciona cierta protección contra algunos tipos de cáncer.

H C H C

H

H

α-pineno

etileno

.

β-caroteno

Figura 5.1

Los alquenos son, también, valiosos productos de partida en la obtención de plásticos, fibras sintéticas, materiales de construcción, etc. Estructura y enlacesLos alquenos son hidrocarburos que presentan como grupo funcional al doble enlace carbono-carbono. Los carbonos unidos por doble enlace presentan hibridación sp2: cuando se combinan un orbital atómico 2s con dos de los tres orbitales 2p del átomo de carbono se forman tres orbitales atómicos híbridos sp2, que se ubican en un plano, con ángulos de enlace de 120º entre sí. La disposición de 120º seconoce como geometría trigonal. El orbital atómico 2p restante, sin hibridizar, se ubica perpendicular al plano de los orbitales atómicos híbridos (fig. 5.2) Dra. María Inés Ybarra – Profesora Asociada - Química Orgánca I Mag. Fanny Schabes – Profesora Adjunta – Química Orgánica I 2009
1

Tema 5 – Alquenos

Figura 5.2 Figura de “Química Orgánica” de L. G. Wade, Jr.

Cuando se unen doscarbonos con hibridación sp2, forman dos enlaces entre ellos: un enlace molecular sigma (σ ) sp2-sp2 por solapamiento frontal de dos orbitales atómicos sp2. Al mismo tiempo, los orbitales atómicos 2p no hibridados se aproximan con la geometría correcta para solaparse lateralmente dando lugar a un enlace molecular pi (π) 2p−2p (fig. 5.3). El . resultado de la combinación de un enlace σ sp2-sp2 y unenlace π 2p-2p es crear un doble enlace carbono-carbono (C=C) y compartir cuatro electrones (fig. 5.3). El enlace σ, con 83 kcal/mol tiene 20 kcal/mol más de energía que el enlace π (63 kcal/mol). La mayor estabilidad del enlace σ, en comparación con el enlace π carbono-carbono, es debida a la diferencia en el tipo de solapamiento. El solapamiento que origina el enlace σ es más efectivo por serfrontal. El enlace π carbono-carbono no es tan efectivo debido a que es lateral.

Dra. María Inés Ybarra – Profesora Asociada - Química Orgánca I Mag. Fanny Schabes – Profesora Adjunta – Química Orgánica I

2009

2

Teoría de Química Orgánica I

Figura 5.3 - Figura de “Química Orgánica” de L. G. Wade, Jr.

Como ya vimos en el tema alcanos, es posible la rotación alrededor de los enlaces σ(isomería conformacional). Esto no es posible alrededor del doble enlace; para “forzar” la rotación alrededor del doble enlace sería necesario romper temporalmente el enlace π, como se muestra en la figura 5.4

Rotación 90°

Enlace π Orbitales p paralelos
Figura 5.4

Enlace π roto después de la rotación (Orbitales p perpendiculares)

Entonces la barrera energética para la rotación debeser por lo menos tan grande como la energía del enlace π. Se puede estimar de manera aproximada cuánta energía se requiere Dra. María Inés Ybarra – Profesora Asociada - Química Orgánca I Mag. Fanny Schabes – Profesora Adjunta – Química Orgánica I 2009
3

Tema 5 – Alquenos

para romper el enlace π de un alqueno. Energía C=C etileno (σ + π) Energía C-C etano (σ) Diferencia (enlace π) 152 kcal...