Clase 2.- Hibridacion Resonancia

7/26/2019 Clase 2.- Hibridacion Resonancia

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Conservacin yConservacin yRestauracinRestauracin

Introduccin a laIntroduccin a laQumica Orgnica.Qumica Orgnica.

Prof. MSc. O. M. Chumpitaz Rivera.Facultad de Qumica e Ing. Qumica.

Univeridad !acional Ma"or de San Marco

#$%&'I


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El tomo de carbono. Estructura molecular de sus compuestos

Fortaleza y longitud de enlace:

Por lo general existe una Correlacin

entre ENERGIA Y LONGITUD

DE ENLACE

Cuanto MENORes la distanciainternuclearMA! "UERTEes el enlace#


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Diagrama de niveles de energa


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Fortaleza y longitud de enlace:


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Resumen:

(nlace covalente) Compartici*n de electrone. Car+ono) (pecial. ,ran variedad de compueto.

s p

Orbital Adireccional Ejes cartesianos

Excitacin Hibridacin

Justifica Valencia eometra! longitud " fuer#a de enlace

Hibrid. eometra $otacin %o. &tomos enla#ados al 'arbonosp( )etra*drica +ibre ,

sp-)rigonalplana

%o (

sp +ineal %o -


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Hibridacin, deslocalizacin y resonancia

Hibridacin del carbono y heterotomos:

'arbono /sualmente seg0n la tabla vista con anterioridad.Hibridacin eometra $otacin Enla#ado a Orbitales p

sp( )etra*drica +ibre , &tomos 11

sp- )rigonal plana %o ( &tomos 2

sp +ineal %o - &tomos -

Heterotomos (O, N, Halgenos, S, etc.):

Usualmente la misma hibridacin que el carbono con

algunas ece!ciones.


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Molculas de cloruro y alcohol in!licos:

" " "l

H

H H

" " O

H

H HH

" " "l

H

H H

" " O

H

H H H

Cloruro

de vinilo

" " "l

H

H H

" " OH

H H H

-lcohol

vinlico

p#

H#" "H "l

H#" "H OH

(nlace delocalizado

p# p#

p

#

p

#p#


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Enlace " deslocalizado:

Re/uiito 3&s de dos orbitales 4p5 contiguos " coplanares.

'aso del 2!(1butadieno 6Ha" o no deslocali#acin7

89: 8Ha" enlace ;deslocali#ado:

"H# "H "H "H#

H#" "H "H "H#

8+os enlaces '1' no son simples

ni dobles sino intermedios:


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Conecuencia de la delocalizaci*n -umenta la eta+ilidad de la epecie /umica. Esto

puede disminuir la reactividad de las distintas especies "magnitud =ue mide la naturale#a de unenlace simpleB2! dobleB-! etc.? " por lo tanto los par&metros=ue dependen del mismo >fortale#a " longitud de enlace?adopta valore intermedio.


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Cao del +encenoEn cada v*rtice Ca" un ' =ue aparece unido a 67

En total! cada ' est& unido a ( &tomos por lo =ue tieneCibridacin sp-" dispone de un orbital 4p5 sin Cibridi#ar.

Dos carbonos >uno con doble enlace " el otro simple?! lo =uetotali#a ( enlaces. @ara completar la valencia , del ' en cadav*rtice se sobreentiende =ue Ca" 2 &tomo de H.

+os orbitales 4p5 est&nen un mismo plano " sesolapan creando dosnubes ; deslocali#adasuna sobre " otra debajodel plano de los &tomos.


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Debido a esto el benceno se acostumbra a representar como

Esta p*rdida de la planaridad

impide la formacin efectiva de unenlace ; deslocali#ado en el casodel ciclooctatetraeno.

@ero el caso del ciclooctatetraeno esbien diferente. @ara no violentar los&ngulos de los enlaces! este compuesto

se ve obligado a adoptar una estructurano planar! seg0n

$espondamos aCora las siguientes preguntas


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E#ercicios:

2.6Est&n los dos carbonos sp-" los &tomos indicados por lasflecCas en el mismo plano7

-.Diga cu&l>es? alternativa>s? es>son? cierta>s? para la siguienteestructura.

" "

"H$

H "H$

H

" "

"H$

H "H#"H$

H

"H$

"H$

(A) (B) (C) (D)

a? Ca" &tomos de carbono con Cibridacin sp-b? Ca" , orbitales conteniendo pares libresc? Ca" electrones en orbitales pd? Ca" &tomos con geometra tetra*drica

e? todas son ciertas

" "H

H

"H "H#

NH#

" "H#

O

"H NH

"H#

"H"H

%


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E#ercicios:

,.Determine el orden decreciente de despla#amiento de lossiguientes e=uilibrios de ioni#acin Cacia los respectivosiones

a) "H$ "H# "H "H "l "H$ "H# "H "H

%% "l

&

b) "H$ "H "H "H# "l "H$ "H "H "H#

%% "l

&

c) "H# "H "H# "H# "l "H# "H "H# "H#

% % "l&


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E$ectos electrnicos en las molculas orgnicas:

(fecto Inductivo >I? Despla#amiento de la densidadelectrnica del enlace sigma >F? motivada fundamentalmente

por la diferencia de electronegatividad. El efecto inductivopuede aumentar la densidad electrnica sobre un determinado&tomo >efecto GI? o puede disminuirla >efecto I?.El efecto inductivo puede deberse principalmente a ladiferencia de electronegatividad entre los &tomos o efectoinductivo est&tico >Ie? o verse incrementado por un medio polar!

conoci*ndose como efecto inductivo din&mico >Id?.

Ejemplos H "l+

'e "H$ "l

"lH

H "l+

'e"

H

H

+

+

'e

'e

'e


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Ejemplos

Densidad electrnica(ario -ario 2ario 'H(

" " "

H

H

H H

H

H

H

H"H$ "H

"H$

"H$

-tracci*n de lo electrone por el car+ono e hi+ridaci*nEl orbital 4s5 es m&s interno =ue el 4p5! lo =ue motiva =ue loselectrones 4s5 sean m&s fuertemente atrados =ue los 4p5.

0i+ridaci*n ) p1 p# p

2 Or+ital ) - (( K Aumenta la atraccinpor los electrones

(fecto Meom3rico >3? Despla#amiento de la densidadelectrnica ; tendiente a contrarrestar las cargas presentes en

la mol*cula.


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+a accin favorecedora de un medio polar provoca un ma"ordespla#amiento de la densidad electrnica ;! =ue se denominaefecto electrom*rico >E?.

)eniendo en cuenta la ma"or movilidad de los electrones ; =ue

en el caso de los F! debido a la diferencia en la fortale#a delenlace! siempre se cumplir& =ue 3GE IeGId.

Ejercicio @lantear los efectos electrnicos para las mol*culassiguientes

"H# "H "l OH"H# "H OH

NH# O&

NH$%


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Resonancia :

3*todo alternativo empleado por la teora Enlace Valencia paradescribir la estructura de las sustancias =ue presentan enlace; deslocali#ado.

Ejemplos a desarrollar

"H# "H "H "H# H#" "H "H "H#

H#" "H "H "H#

+as estructuras resonantes no tienen existencia real. +aestructura real es una me#cla intermedia o Cbrido deresonancia entre todas las estructuras resonantes ocontribu"entes.


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Resonancia :

+a estructura real se parece m&s a las estructuras resonanteso contribu"entes m&s estables "! a su ve#! es m&s estable =uecual=uiera de las estructuras contribu"entes.

+a estabilidad de la estructura real o Cbrido de resonancia

viene determinada por la ma"or cantidad de estructurascontribu"entes " su grado de contribucin. 4a etructurareonante /ue contri+u"en por igual e denominan

etructura e/uivalente " e5ercen una fuerte contri+uci*n

al h+rido de reonancia.

a?El ma"or n0mero de enlaces covalentes.b?+a ocurrencia de octetos completos.

El grado de contribucin de las distintas estructuras resonantesse puede evaluar >por orden de importancia? seg0n


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Resonancia :

+as reglas para escribir las estructuras contribu"entes son

c? +a ausencia de cargas o! en caso de =ue las Cubiera! lama"or separacin entre las mismasL as como su compati1bilidad con la electronegatividad! o sea la carga negativasobre el &tomo m&s electronegativo " la carga positiva sobreel menos electronegativo.

& )odas deben ser estructuras de +eMis v&lidas. %o se puedeviolar la valencia m&xima de los &tomos ni la regla del octeto.

& 9lo pueden cambiar de posicin los electrones =ue

participan del enlace ; deslocali#ado " nunca los n0cleosatmicos ni los electrones del enlace F.

& )odas tienen igual geometra e Cibridacin en sus &tomos.& El n0mero total de electrones " la cantidad =ue est*n

desapareados no puede cambiar.


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Ejercicio 9e sabe =ue en el nitrometano los oxgenos distan por igual>2.- N? del nitrgeno. 6'mo puede explicarse este CecCo7

+a mol*cula de nitrometano es un Cbrido de resonancia de dosespecies id*nticas. El enlace %1O ni es simple ni doble! tiene un

car&cter intermedio en ambos extremos.


Resonancia :


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Resonancia :


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E#ercicios:

(. Indi=ue la Cibridacin de cada uno de los &tomos de lassiguientes mol*culas. Diga en cu&l>es? Ca" enlace ;deslocali#ado " =ue &tomos " orbitales est&n involucradosen la deslocali#acin"H#

"H$ "H#

SH

"l

O

O

"H$

N

N

"H$

"H$

O

"H#

O

"H$

NH#

"H$

O

"H$

"H$

O

"H$

O"H

$ OH

O

OH

OH

O"H$ OH

NH"H$

"H$ "H$

Prednisonaesteroide usado en el tratamiento de

desrdenes hormonales

Derivado del Albuterol

(ratamiento de asma, bronquitis crnica )otras en*ermedades !ulmonares.+reiene di*icultades !ara res!irar

(A)

(B)(C)

(E) (F)

(H)

(D)

(G)

"H# " "H#


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Resonancia :

Ejercicio @lantear las estructuras contribu"entes de lassiguientes mol*culas " decir cu&les son las m&s contribu"entesen cada caso.

"H# "H "l OH"H# "H OH

NH# O&

N%

O&

O

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