Resonancia

QUIMICA ORGANICA I
(LICENCIATURA EN BIOQUÍMICA)

QUIMICA II
(LICENCIATURA EN BIOLOGÍA)

TEMA 2 Estructura y Propiedades de las Moléculas Orgánicas
Setiembre 2004 Laboratorio de Química Orgánica – IQB Facultad de Ciencias - UdelaR

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TEMA 2 2. Estructura y propiedades de las moléculas orgánicas. 2.1. Efectos electrónicos: inductivos. Resonancia. 2.2. Efectos estéricos.2.3. Enlaces de baja energía: enlace de hidrógeno. 2.4. Influencia de los efectos estéricos y electrónicos sobre las propiedades físicas (acidez-basicidad, solubilidad, puntos de ebullición). 2.5. Influencia de los efectos estéricos y electrónicos en la reactividad (nucleofilia, electrofilia). ENLACE COVALENTE POLAR: En la mayoría de los compuestos orgánicos el átomo de carbono se enlaza a átomos máselectronegativos, lo que promueve que los electrones del enlace covalente sean atraídos con mayor intensidad hacia el átomo más electronegativo (Figura 1).
H 2.2 C N O F 2.5 3.0 3.4 4.0 Cl 3.2 Br 3.0 I 2.7 Electronegatividades

C

C

C

F

enlace covalente

enlace covalente polar

Figura 1

Esta situación conduce a la polarización del enlace covalente, al estar el par deelectrones más próximo al átomo electronegativo éste sustentará una densidad de carga negativa (δ(−)) (hablamos de densidad de carga ya que la situación no es la de un ión), mientras que el otro átomo del enlace adopta una densidad de carga positiva (δ(+)). Estas densidades se representan con la letra δ. La polarización de ese enlace se mide mediante su momento dipolar (µ). MOMENTO DIPOLAR DE ENLACE: Lapolaridad de un enlace se mide con el momento dipolar de enlace, µ. Este descriptor fisicoquímico es un vector cuya dirección es la del enlace covalente en estudio, su sentido es hacia el átomo electronegativo (Figura 2) y el módulo resulta, simplificadamente, del producto escalar entre la carga en el átomo (la carga positiva o la negativa) y la distancia entre las cargas.

δ(+) δ(−)

C

FLa unidad del momento dipolar es el Debye (D)

µ= 1.5D C Cl

µ= 0.3D
µ=qxd

C

H
Figura 2

La Tabla 1 muestra valores de algunos momentos dipolares de enlace. MOMENTO DIPOLAR MOLECULAR: Los momentos dipolares de enlace pueden promover la existencia de un momento dipolar molecular. Éste será el resultado de la suma vectorial de los momentos dipolares de enlace (Figura 3). Página 2 de 9Tabla 1

Enlace H-C H-N H-O C-C C-N C-O C-F C-Cl C-Br C-I

Momento dipolar (D) 0.3 1.3 1.5 0.0 0.2 0.7 1.4 1.5 1.4 1.2

d= 1.1 A C H

Pregunta: Dado que la diferencia de electronegatividad C-Yodo es menor que la diferencia C-Hidrógeno ¿Cuáles pueden ser los motivos que explican que el momento dipolar del enlace C-Yodo es mucho mayor que el momento dipolar de enlace C-Hidrógeno?
Cl HC Cl Cl µ
suma de los dipolos C-Cl

d= 2.1 A C I:

d= distancia de enlace

µ

TOTAL

Figura 3
Cl C

Cl

Sin embargo, la sola existencia, en una molécula, de un momento dipolar de enlace no garantiza que la misma posea momento dipolar molecular. Por ejemplo, el tetracloruro de carbono (CCl4) posee un µ igual a cero, ya que los momentos dipolares de enlace al sumarse, vectorialmente,se anulan. Pregunta: Uno de los dos isómeros geométricos de 1,2-dicloroeteno posee un momento dipolar molecular igual a cero. ¿Cuál es? DIPOLO MOLECULAR Y LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS: El momento dipolar molecular es un indicador de la polaridad general de una molécula. El momento dipolar molecular (también el de enlace) afectará a las propiedades químicas y físicas de unamolécula. Así por ejemplo, el momento dipolar molecular puede ser uno de los responsables de las interacciones intermoleculares de los compuestos orgánicos en estado líquido. Por lo que, si para moléculas de un compuesto, A, estas interacciones son más fuerte que para moléculas de un compuesto, B, el punto de ebullición de A será superior al punto de ebullición de B (Figura 4). MAYOR DIPOLO...