Alqueno

El alqueno más simple de todos es el eteno.

Los alquenos son hidrocarburos insaturados que tienen uno o varios dobles enlaces carbono-carbono en su molécula. Se puede decir que un alqueno no es más que un alcano que ha perdido dos átomos de hidrógeno produciendo como resultado un enlace doble entre dos carbonos. Los alquenos cíclicos reciben el nombre decicloalquenos.

Antiguamente se les conocía como olefinas dadas las propiedades que presentaban sus representantes más simples, principalmente el eteno, para reaccionar con halógenos y producir óleos.

Índice

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1 Formulación y nomenclatura de alquenos

o 1.1 Nombres tradicionales

o 1.2 Nomenclatura sistemática (IUPAC)

2 Estructura electrónica del enlace doble C=C

3 Energía de enlace

4 Síntesis

5 Propiedades físicas

o 5.1 Polaridad

o 5.2 Acidez

6 Reacciones

7 Véase también

8 Referencias

9 Enlaces externos

Formulación y nomenclatura de alquenos[editar]

La fórmula general de un alqueno de cadena abierta con un sólo doble enlace es CnH2n. Por cada doble enlace adicional habrá dos átomos de hidrógeno menos de los indicados en esta fórmula.

Nombres tradicionales[editar]

Al igual que ocurre con otros compuestos orgánicos, algunos alquenos se conocen todavía por sus nombres no sistemáticos, en cuyo caso se sustituye la terminación -eno sistemática por -ileno, como es el caso del eteno que en ocasiones se llama etileno, o propeno porpropileno.

Nomenclatura sistemática (IUPAC)[editar]Artículo principal: Nomenclatura de hidrocarburos acíclicos

Artículo principal: Nomenclatura de hidrocarburos monocíclicos

1. Nombrar al hidrocarburo principal: Se ha de encontrar la cadena carbonada más larga que contenga el enlace doble, no necesariamente la de mayor tamaño, colocando los localizadores que tengan el menor número en los enlaces dobles, numerando los átomos de carbono en la cadena comenzando en el extremo más cercano al enlace doble. NOTA: Si al enumerar de izquierda a derecha como de derecha a izquierda, los localizadores de las insaturaciones son iguales, se busca que los dobles enlaces tenga menor posición o localizador más bajo.

2. Si la cadena principal tiene sustituyentes iguales en el mismo átomo de carbono separando por comas los números localizadores que se repiten en el átomo, estos se separan por un guion de los prefijos: di, tri, tetra, etc. Respectivamente al número de veces que se repita el sustituyente.

3. Los sustituyentes se escriben de acuerdo al orden alfabético con su respectivo localizador.

4. Si en la cadena principal existen varios sustituyentes ramificados iguales se coloca el número localizador en la cadena principal separando por un guion, y se escribe el prefijo correspondiente al número de veces que se repita con los prefijos: bis, tris, tetraquis, pentaquis, etc. Seguido de un paréntesis dentro de cual se nombra al sustituyente complejo con la terminación -IL

5. Realizado todo lo anterior con relación a los sustituyentes, se coloca el número de localizador del doble enlace en la cadena principal separada de un guion, seguido del nombre de acuerdo al número de átomos de carbono reemplazando la terminación -ano por el sufijo -eno.

6. Si se presentan más de un enlace doble, se nombra indicando la posición de cada uno de los dobles enlaces con su respectivo número localizador, se escribe la raíz del nombre del alqueno del cual proviene, seguido de un prefijo de cantidad: di, tri, tetra, etc. y utilizando el sufijo -eno. Ej:-dieno, -trieno y así sucesivamente.

Fórmula Recomendaciones IUPAC-1979 Recomendaciones IUPAC-19931 2

localizador - prefijo de número átomos C (acabado en -eno)

prefijo de número átomos C - localizador -eno

CH3-CH2-CH=CH2

1-buteno but-1-eno

Estructura electrónica del enlace doble C=C[editar]

Utilizaremos el eteno como ejemplo de compuesto con doble enlace C=C. El doble enlace tiene dos componentes: el enlace tipo σ y el enlace tipo π. Los dos átomos de carbono que comparten el enlace tienen una hibridación sp2, hibridación resultante de la mezcla de unorbital 2s y dos orbitales 2p, lo cual conduce a la formación de tres orbitales sp2 degeometría trigonal plana. Al combinarse estos orbitales sp2 los electrones compartidos forman un enlace σ, situado entre ambos carbonos.

 

En la primera figura puede observarse el radical metilo, con un orbital sp2 que enlaza a un átomo de hidrógeno al carbono. En la segunda figura se aprecia la formación del enlace π (línea de puntos); que se forma mediante el solapamiento de los dos orbitales 2pperpendiculares al plano de la molécula. En este tipo de enlace los electrones están deslocalizados alrededor de los carbonos, por encima y por debajo del plano molecular.

Energía de enlace[editar]

Energéticamente, el doble enlace se forma mediante la edición de dos tipos de enlace, el σ y el π. La energía de dichos enlaces se obtiene a partir del cálculo del solapamiento de los dos orbitales constituyentes, y en este caso el solapamiento de los orbitales sp2 es mucho mayor que los orbitales p (el primero crea el enlace σ y el segundo el π) y por tanto la componente σ es bastante más energética que la π. La razón de ello es que la densidad de los electrones en el enlace π están más alejados del núcleo del átomo. Sin embargo, a pesar de que el enlace π es más débil que el σ, la combinación de ambos hace que un doble enlace sea más fuerte que un enlace simple.

Síntesis[editar]

Artículo principal: Síntesis de alquenos

Los alquenos se pueden sintetizar mediante las siguientes reacciones:

Por cambio de grupo funcional

Deshidrohalogenación

CH3CH2Br + KOH → CH2=CH2 + H2O + KBr

Deshidratación

La eliminación de agua a partir de alcoholes, por ejemplo:

CH3CH2OH + H2SO4 → CH3CH2OSO3H + H2O → H2C=CH2 + H2SO4 + H2O

También por la reacción de Chugaev y la reacción de Grieco.

Deshalogenación

BrCH2CH2Br + Zn → CH2=CH2 + ZnBr2

Pirólisis (con calor)

CH3(CH2)4 → CH2=CH2 + CH3CH2CH2CH3

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:S%C3%ADntesis_de_alquenos.JPG

Reacción de Bamford-Stevens

Reacción de Barton-Kellogg

Por formación de enlaces carbono-carbono

Reacción de Wittig

Olefinación de Julia

Olefinación de Horner-Waddsworth-Emmons

Por reacciones pericíclicas

Por reacciones de acoplamiento con metales:

Reacción de Heck

Reacción de Suzuki

Acoplamiento de Hiyama

Acoplamiento de Stille

Propiedades físicas[editar]

La presencia del doble enlace modifica ligeramente las propiedades físicas de los alquenos frente a los alcanos. De ellas, la temperatura de ebullición es la que menos se modifica. La presencia del doble enlace se nota más en aspectos como la polaridad y la acidez.

Polaridad[editar]

Dependiendo de la estructura, puede aparecer un momento dipolar débil.El enlace alquilo-alquenilo está polarizado en la dirección del átomo con orbital sp2, ya que la componente sde un orbital sp2 es mayor que en un sp3 (esto podría interpretarse como la proporción de s a p en la molécula, siendo 1:2 en sp2 y 1:3 en sp3, aunque dicha idea es simplemente intuitiva). Esto es debido a que los electrones situados en orbitales híbridos con mayor componente s están más ligados al núcleo que los p, por tanto el orbital sp2 es ligeramente atrayente de electrones y aparece una polarización neta hacia él. Una vez que tenemos polaridad en el enlace neta, la geometría de la molécula debe permitir que aparezca un momento dipolar neto en la molécula, como se aprecia en la figura

inferior. 

'La primera molécula' es cis y tenemos un momento dipolar neto, pero la segundatrans, pese a tener dos enlaces ligeramente polarizados el momento dipolar neto es nulo al anularse ambos momentos dipolares.

Acidez[editar]

El carbono alquenílico tiene mayor acidez frente a los alcanos, debido también a la polaridad del enlace. Así, el etano (alcano) tiene un pKa de 50 (o un Ka de 10-50) frente al pKa = 44 del eteno. Este hecho se explica fácilmente considerando que, al desprenderse un protón de la molécula, queda una carga negativa remanente que en el caso del eteno se deslocaliza más fácilmente en el enlace π y σ que en el enlace σ simple que existe en un alcano. De todas formas, su acidez es menor que la de los alcoholes o los ácidos carboxílicos.

Reacciones[editar]

Artículo principal: Reacciones de alquenos

Los alquenos son más reactivos que los alcanos. Sus reacciones características son las de adición de otras moléculas, como haluros de hidrógeno, hidrógeno y halógenos. También sufren reacciones de polimerización, muy importantes industrialmente.

1. Hidrohalogenación : se refiere a

la reacción con haluros de

hidrógeno

formandoalcanos halogenados

del modo CH3-CH2=CH2 + HX →

CH3CHXCH3. Por ejemplo,

halogenación con

el ácido HBr: 

Estas reacciones deben seguir la Regla de Markownikoff de enlaces dobles.

1. Hidrogenación : se refiere a la

hidrogenación catalítica (usando 

Pt, Pd, o Ni) formando alcanos

del modo CH2=CH2 + H2 →

CH3CH3.

2. Halogenación : se refiere a la

reacción con halógenos

(representados por la X) del

modo

CH2=CH2 + X2 → XCH2CH2X. Por

ejemplo, halogenación

con bromo:

1. Polimerización :

Forman polímeros del modo n

CH2=CH2 → (-CH2-

CH2-)n polímero, (polietileno en

este caso).

Propiedades Físicas y Químicas de los Alquenosjunio 16, 2009 a 3:42 am (Alquenos) 

Propiedades físicas.- A la temperatura y presión ordinarias los tres primeros alquenos

normales son gases (C2H4 al C4H8); los once siguientes son líquidos (C5H10 al C15H30); y los

términos superiores son sólidos, fusibles y volátiles sin descomposición, a partir del C16H32.

    Por lo general, el punto de ebullición, el de fusilón, la viscosidad y la densidad aumentan

conforme el peso molecular.

Nombres

Oficial Común

Fórmula Molecular

Punto de ebullición (°C)

Punto de fusión (°C)

Densidad (a 20°C)

Eteno EtilenoC2H4 -169.4° -102.4° —-

Propeno PropilenoC3H6 -185° -47.7 —-

1Buteno o-butilenoC4H8 -185.8° -6.5 .0617

1Penteno o-amilenoC5H10 -166° 30.1 .643

1Hexenoo-hexileno C6H12 -138° 63.5 .675

1Heptenoo-heptileno C7H14 -119.1° 93.1 .698

1Octeno o-octilenoC8H16 -104° 122.5 .716

    Los alquenos son incoloros, muy ligeramente solubles en agua y sin olor, pero el etileno

tiene un suave olor agradable.

Propiedades químicas.- Contra lo que podría suponerse, la doble ligadura constituye la

región más débil de la molécula, y por tanto, es fácil romperse en presencia de los agentes

qupimicos dando productos de adición.

    El enlace que se produce por dos electrones, y que garantiza la firme unión de los átomo

de carbono, es un enlace sigma(o-); el enlace adicional formado entre los dos átomos de

carbono por el otro par de electrones, y que es el responsable de la copocidad para entrar en

reacción que exhiben las moléculas que tienen es un enlace (pi).  Los enlaces de este último

tipo se encuentran en orbitales de forma muy parecida a palanquetas (forma de lazo), cuyo

plano de vibración es perpendicula al del enlace sigma (o-) y, por tanto, sobresalen en cierto

modo de la molécula; por esto, están capacitados para formar, con otros átomos, enlaces

sigma más estables.

Los Alquenos u olefinas: constituyen una serie homóloga que se caracteriza por la presencia de un doble enlace entre sus carbonos, lo que los distingue como hidrocarburos insaturados.

Propiedades físicas de los alquenos: las propiedades físicas de los alquenos son semejantes a la de los alcanos. Al igual que los alcanos pueden encontrarse compuestos en estado gaseoso como el eteno, 1-buteno y sus isómeros son gaseosos. A partir de 5 carbonos los compuestos son líquidos.

Polaridad de la molécula

Cis-2- butano.Momento bipolar netoTrans-2-buteno

Momento bipolar nulo

La polaridad de la molécula depende de la estereoquímica del alqueno. En los isómeros geométricos, el isómero Cis, por ser más polar y acomodarse más perfectamente en el retículo cristalino, generalmente presenta punto de ebullición más elevado y punto de fusión menor que el isómero Trans.

Propiedades Químicas de los alquenos: Los alquenos no se pueden catalogar como ácidos pero sus propiedades ácidas son un millón de veces mayores que las de los alcanos. En las reacciones químicas a la derecha, se observa un mayor desplazamiento del equilibrio por perdida de protones del etileno (K=10-44), en comparación con el etano (K= 10-50)

El etileno permite preparar unos 50 derivados simples de gran importancia industrial, de los que los más importantes, en miles de toneladas anuales de producción.

Propiedades Físicas de los Alquinos: Los alquinos tienen propiedades físicas parecidas a los alcanos y alquenos correspondientes, como se observa en la siguiente tabla:

CompuestoPunto de fusión ºC

Punto de ebullición

ºC

Energía de enlace distintivo

Butano -138,3 -0,5 C-C: 83 Kcal/mol

1-buteno -185,0 -0,3 C=C: 173 Kcal/mol

1-butino -122,5 8,1 : 229 Kcal/mol

Los alquenos pueden encontrarse como gases a temperatura ambiente como el etino, el propino y el 1-butino. A partir del 2-butino los alquinos son líquidos. Son menos insolubles en agua que los alcanos y los alquenos, esto debido a una la atracción que experimentan

los átomos de hidrógeno del agua por los electrones del triple enlace.

El conocimiento de las propiedades físicas y químicas tiene importancia práctica no sólo en el manejo de las sustancias en el laboratorio, sino también en la industria y el hogar o donde se manipulan compuestos químicos. El acetileno por ejemplo es el alquino más inestable, lo que hace difícil su almacenamiento, cuando se somete a presión o a la presencia de cobre se desdobla en sus elementos constitutivos generando una fuerte explosión.

Propiedades químicas de los alquinos: los alquinos terminales se comportan como ácidos porque, en presencia de bases fuertes, pueden ceder un protón.

Por ejemplo: El amiduro sódico puede arrancar el protón de un acetileno.