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Unidad 2
Hidrocarburos Aromáticos y
Heterociclos Aromáticos
Química orgánica I
Químicos
Escuela de vacaciones junio 2016
Licda. Jaqueline Carrera.
Estructura del benceno
Deslocalización de electrones o
resonancia
Estructuras de resonancia
• Movimiento de electrones pi a orbitales sp2
Estructuras de resonancia
• Movimiento de electrones pi a orbitales sp
Estructuras de resonancia
• No se pueden mover electrones a Carbonos
con hibridación sp3.
Movimiento de electrones
des- localizados
Número de contribuyentes de
resonancia relativamente estable
Significant delocalization energy
Estructura del Benceno
• Cada hibridación sp2 en el anillo tiene un orbital
p sin hibridar perpendicular al anillo que se
solapa alrededor del anillo.
• Los seis electrones pi deslocalizados están encima
de las seis carbonos.
Anúlenos
• Los anúlenos son hidrocarburos con enlaces simples y
dobles alternados.
• El benceno es un anúleno de seis miembros, por lo que
puede ser nombrado [6] -annuleno. Cilobutadieno es
[4] -anúleno; ciclooctatetraeno es [8] -annuleno
Todos los ciclos con dobles enlaces
conjugados son aromáticos?
• Sin embargo, el
ciclobutadieno es tan
reactivo que dimeriza
antes de que pueda ser
aislado.
• Ciclooctatetraeno
añade Br2 fácilmente a
los dobles enlaces,
comportamiento
parecido a doble enlace
simple.
Requisitos para ser un compuesto
aromático
• La estructura debe ser cíclica con enlaces
conjugados Pi.
• Cada átomo en el anillo debe tener un orbital p
sin hibridar (sp2 o sp).
• Los orbitales p deben solaparse continuamente
alrededor del anillo.
• La estructura debe ser plana; para la
superposición efectiva que se produce.
• La deslocalización de los electrones pi sobre el
anillo debe disminuir la energía electrónica.
No aromáticos
• compuestos no aromáticos no tienen un anillo
continuo para la superposición de orbitales p y
pueden no ser estructuras planas.
Anti aromáticos
• Los compuestos Anti aromáticos son cíclicos y
presentan conjugación en la superposición de
orbitales p alrededor del anillo, pero la
deslocalización electrónica aumenta su energía
electrónica.
Reglas de Hückel
• Una vez que se cumplen los criterios
aromáticos, se aplica la regla de Hückel.
1. Si el número de electrones pi es (4 N + 2), el
sistema es aromático (donde N es un número
entero).
2. Si el número de electrones pi es (4 N), el
sistema es antiaromático.
Compuestos aromáticos
• Aromáticos polifusionados
• Aromáticos heterocíclicos.
Sistema pi de la piridina
• Los dos electrones no
enlasantes del nitrógeno
están en un orbital sp2, y no
interactúan con los
electrones pi del anillo.
Sistema pi del pirrol
• El átomo de nitrógeno de pirrol es sp2
hibridado con un par solitario de electrones
en el orbital p. Este p solapamientos orbitales
con los orbitales p de los átomos de carbono
para formar un anillo continuo.
Los otros heterociclos
Mas compuestos heterocíclicos
aromáticos
Nombres comunes
Nomenclatura
• IUPAC: El benceno es el nombre Padre si no
compite contra otra cadena que tenga cuatro
carbonos o más:
1,2,3,5-trimetilbenceno.
1,4-dietil-2-metilbenceno
Polinucleares aislados
• Aislados (Bifenilo)
• Numeración del Bifenilo:
2-t-butil-2´,6-dimetilbifenilo
Compuestos polifusionados
Heterocíclos
Reactividad de los derivados del
benceno
Correlación entre propiedades físicas y estructura
UNIDAD 2.5
Propiedades físicas dependen de la
estructura
• La estructura de una molécula determina la intensidadd de sus
fuerzas intermoleculares.
• Las fuerzas intermoleculares son las fuerzas de atracción que
existen entre todas las moléculas y átomos.
• Las fuerzas intermoleculares son las fuerzas que sostienen muchos
líquidos y sólidos juntos; responsable de la existencia misma de los
estados condensados (en compuestos moleculares).
• Los estados / fases de la materia (es decir, sólido, líquido o gas)
dependen de la magnitud de estas fuerzas intermoleculares entre
las partículas constituyentes en relación con la cantidad de energía
térmica.
• Cuando la energía térmica es alta con relación a las fuerzas
intermoleculares, la materia tiende a estar en estado gaseoso.
• Cuando la energía térmica es baja con respecto a las fuerzas
intermoleculares, la materia tiende a estar en estado líquido o
sólido.
Estados de la materia
• Las densidades de hielo y agua
líquida son mucho más
grandes que la densidad del
vapor.
Las densidades y volúmenes
molares de hielo y agua líquida
están mucho más cerca entre
sí que a vapor.
La densidad del hielo es menor
que la densidad del agua
líquida. Esta no es lo normal;
la mayoría de los sólidos
tienen una densidad mayor
que sus líquidos.
Fuerzas de atracción
• Las partículas son atraídas entre sí por fuerzas
electrostáticas.
• La intensidad de las fuerzas de atracción varía;
algunas son pequeñas y algunas son grandes.
• La intensidad de las fuerzas de atracción depende
de la clase (s) de partículas.
• Cuanto más fuerte las fuerzas de atracción entre
las partículas, más se resisten las partículas al
movimiento.
Sin embargo, ningún material carece por
completo de movimiento de las partículas.
Fueras intermoleculares
• Polaridad temporal en las moléculas debido a la
distribución desigual de electrones, conduce a
atracciones llamadas fuerzas de dispersión.
• Polaridad permanente en las moléculas debido a
su estructura, conduce a fuerzas de atracción
llamados dipolo-dipolo.
• Fuerte atracción dipolo-dipolo resulta cuando:
Un H está unido a un átomo extremadamente
electronegativo. Estos son los llamados puentes
de hidrógeno (H-unión).
Efecto de la forma molecular sobre la
magnitud de la Fuerza de dispersión
Puntos de ebullición para n-alcanos
Fuerzas dipolo-dipolo
• Las moléculas polares tienen un dipolo permanente. La polaridad
del enlace y la geometría molecular (forma) determinar la polaridad
de las sustancias.
• Momento bipolar
• El dipolo permanente se añade a las fuerzas de atracción entre las
moléculas, aumentando los puntos de ebullición y de fusión en
relación con las moléculas no polares de tamaño y forma similar.
Fuerza dipolo-dipolo
• Comparación de puntos de fusión y de
ebullición.
Momento dipolar
Puentes de hidrogeno
• Cuando un átomo muy electronegativo está
unido a hidrógeno, atrae con fuerza los
electrones de enlace hacia el. O-H, N-H, o F-H.
• El protón expuesto actúa como un fuerte centro
de carga positiva, que atrae a todas las nubes de
electrones de las moléculas vecinas.
Ejemplo puentes de hidrogeno
Puentes de hidrogeno
• Los enlaces de hidrógeno son fuerzas de atracción intermoleculares muy
fuertes.
Más fuerte que el dipolo-dipolo o fuerzas de dispersión.
• Las sustancias que forman enlace de hidrógeno tendrá más altos puntos
de ebullición y puntos de fusión de las sustancias similares que no formen.
• Sin embargo, los enlaces de hidrógeno no son tan fuertes como los
enlaces químicos. Corresponde al 2-5% de la fuerza de los enlaces
covalentes.
Comparación de Propiedades físicas
compuestos insaturados con saturados
Propiedades físicas(alquinos)
• No polares, insolubles en agua.
• Soluble en la mayoría de los disolventes
orgánicos.
• Los puntos de ebullición son similares a los
alcanos del mismo tamaño.
• Menos denso que el agua.
• Hasta cuatro átomos de carbono, son gases a
temperatura ambiente
Propiedades físicas de los
compuestos aromáticos
• Los puntos de fusión: estructuras más simétricas
que alcano correspondiente de = # de C, Forma de
disposición en paquetes, mejor para formación de
cristales, por lo que presentan puntos de fusión más
altos.
• Los puntos de ebullición: Depende de momento
dipolar, por lo orto> meta> para de bencenos
disustituidos.
• Densidad: más denso que no aromáticos, menos
denso que el agua.
• Solubilidad: generalmente insolubles en agua.
Nomenclatura de Alquinos
An alkyne is a hydrocarbon that contains a carbon–carbon triple bond.
General formula: CnH2n–2 (acyclic)
CnH2n–4 (cyclic)
Nomenclatura de Alquinos
•The “yne” suffix is assigned the lowest number.
•The substituents are assigned so the lowest number is in the name.
Ejemplos.
Dobles y triples enlaces
Dobles y triples enlaces
When the same number is obtained for both,
the double bond gets the lower number.
Prioridad de grupos funcionales.
Reacciones
• Estabilidad de los carbocationes
Reacciones
• Comparación con alquenos.