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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El tomo de carbono. Estructura molecular de sus compuestos
Diagrama de niveles de energa
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El tomo de carbono. Estructura molecular de sus compuestos
Fortaleza y longitud de enlace:
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El tomo de carbono. Estructura molecular de sus compuestos
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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Hibridacin, deslocalizacin y resonancia
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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Hibridacin, deslocalizacin y resonancia
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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Hibridacin, deslocalizacin y resonancia
Enlace " deslocalizado:
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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Hibridacin, deslocalizacin y resonancia
Enlace " deslocalizado:
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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Hibridacin, deslocalizacin y resonancia
Enlace " deslocalizado:
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
$espondamos aCora las siguientes preguntas
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Hibridacin, deslocalizacin y resonancia
E#ercicios:
2.6Est&n los dos carbonos sp-" los &tomos indicados por lasflecCas en el mismo plano7
-.Diga cu&l>es? alternativa>s? es>son? cierta>s? para la siguienteestructura.
" "
"H$
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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Hibridacin, deslocalizacin y resonancia
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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Hibridacin, deslocalizacin y resonancia
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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Hibridacin, deslocalizacin y resonancia
E$ectos electrnicos en las molculas orgnicas:
Ejemplos
Densidad electrnica(ario -ario 2ario 'H(
" " "
H
H
H H
H
H
H
H"H$ "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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Hibridacin, deslocalizacin y resonancia
E$ectos electrnicos en las molculas orgnicas:
+a accin favorecedora de un medio polar provoca un ma"ordespla#amiento de la densidad electrnica ;! =ue se denominaefecto electrom*rico >E?.
)eniendo en cuenta la ma"or movilidad de los electrones ; =ue
en el caso de los F! debido a la diferencia en la fortale#a delenlace! siempre se cumplir& =ue 3GE IeGId.
Ejercicio @lantear los efectos electrnicos para las mol*culassiguientes
"H# "H "l OH"H# "H OH
NH# O&
NH$%
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Hibridacin, deslocalizacin y resonancia
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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Hibridacin, deslocalizacin y resonancia
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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Hibridacin, deslocalizacin y resonancia
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.
Hibridacin, deslocalizacin y resonancia
Resonancia :
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Hibridacin, deslocalizacin y resonancia
Resonancia :
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Hibridacin, deslocalizacin y resonancia
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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Hibridacin, deslocalizacin y resonancia
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