calculo de idh
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1.3.3 Grado de insaturación de compuestos
orgánicos:Compuesto Orgánico saturado fórmula:
Tipos de insaturaciones:
Un Doble enlace C=C (1 insaturación)Un Triple enlace C≡C (2 insaturaciones) Un Ciclo (1 insaturación)
CnH2n+2
CnH2n
CnH2n-2
CnH2n-4
Compuesto monoinsaturado:
Compuesto diinsaturado:
Compuesto triinsaturado:
UNIDAD 1 (P.XIV)
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¿Cómo calculo el número de insaturaciones?
C6H8
# Insaturaciones = {H (teóricos saturado) – H (tenemos)} / 2
H (teóricos saturado) = 2n + 2# Insaturaciones = ((6*2+2) – 8) / 2
# Insaturaciones = 3
¿Qué estructuras posibles tengo para el anterior compuesto?
¿Alguna otra estructura?
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Cuando los compuestos orgánicos tienen Heteroátomos:
Si el compuesto orgánico tiene halógeno , como el mismo
sustituye un hidrógeno de la cadena carbonada se suma lacant idad como fuera un hidrógeno más :
a.C4H6Cl2 ¿Cuántas Insaturaciones?
b.C8H4Cl2Br 2 ¿Cuántas Insaturaciones? ¿Posible estructuras?
a. Insaturaciones = ((4*2+2) – (6 H + 2 Cl))/2 = 1
b. Insaturaciones = ((8*2+2) – (4 H + 2 Cl+ 2Br))/2 = 5
¿Posibles estructuras?
¿Posibles estructuras?
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Si el compuesto orgánico tiene oxígeno , como alcohol mismo
sustituye un hidrógeno con –OH pero da también un hidrógeno,por lo cual no afecta el calculo :
a.C5H8O ¿Cuántas Insaturaciones? ¿Posibles estructuras?
b.C7H6O2 ¿Cuántas Insaturaciones? ¿Posible estructuras?
a. Insaturaciones = ((5*2+2) – (8 H)/2 = 2
b. Insaturaciones = ((7*2+2) – (6 H)/2 = 5
¿Posibles estructuras?
¿Posibles estructuras?
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Si el compuesto orgánico tiene nitrógeno , como amino mismo
sustituye un hidrógeno con –NH2 pero da un hidrógeno de másde lo que sustituye, por lo cual hay que restar el número de
ni t rógenos a los h idrógenos :C5H11N ¿Cuántas Insaturaciones? ¿Posibles estructuras?
C9H10N2 ¿Cuántas Insaturaciones? ¿Posible estructuras?
a. Insaturaciones = ((5*2+2) – (11 H - 1 N)/2 = 1
b. Insaturaciones = ((9*2+2) – (10 H – 2N)/2 = 6
¿Posibles estructuras?
¿Posibles estructuras?
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Índice de deficiencia de hidrógeno (IDH)
Es el número de hidrogeno molecular que se necesitapara saturar totalmente un mol de un compuesto insaturado
(dobles enlaces)Según la siguientes reacciones generales:
CH2
CH2
CH2
CH2
H H
HH
H
H
+H21 IDH1
2 H2
+2 IDH
Calculo de IDH:
IDH = (# Carbonos) - (# H/2) - (# X / 2) + (N / 2 ) + 1Donde X = halógenos.Note que los átomos divalentes (oxígeno y azufre) noestán contenidos en la fórmula.
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Para el siguiente compuesto C7H7NO tendría un IDH:IDH = 7 - 7/2 + 1/2 +1 = 5
Analizando la formula anterior C7H7NO es 5 que
posibles estructuras podrían ser:
NH2
O
HO
NH2
C7H
7NO
¿Alguna otras más?
Comparando C6H6 ,C6H12 y C6H14
¿Cuáles serían los resultados?
IDH (C6H6) = 6 - 6/2 + 1 = 4IDH (C6H12) = 6 - 12/2 + 1 = 1
IDH (C6H14) = 6 - 14/2 + 1 = 0
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C6H
6 C
6H
12 C
6H
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Posibles de anteriores fórmulas moleculares: estructuras
¿Alguna estructura más?
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1.3.4 Efecto resonanc ia:
Es un movimiento de electrones en un compuesto orgánico,
que se da cuando existen insaturaciones conjugadas(dobles o triples enlaces, que se separan por un simpleenlace), la conjugación provoca que los orbitales “p” esténconectados.
O
N
NH
Insaturaciones conjugadas
(Si se da resonancia)
O
N
Insaturaciones no conjugadas
(No se da resonancia)
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Enlaces “π” conjugados implica que están traslapados los
orbitales “p”, en este traslape se presenta el movimiento de
electrones.
¿Cómo se realiza la resonancia ó el movimiento de loselectrones en dobles enlaces conjugados?
C C C C C C
C C C C C C
sp2 sp2 sp2 sp2sp3
sp3
: :
1,4-hexadieno
C C C C C C
C C C C C C
:
:
sp2 sp2 sp2 sp2 sp3 sp3
1,3-hexadieno
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A continuación se detalla como se mueven los electrones en
el 1,3-hexadieno
¿Cuántas estructuras de resonancia tenemos?
C C C C C C
C C C C C C
C C C C C C
C C C C C C
C C C C C C
C C C C C C
C C C C C C
C C C C C C
C C C C C C
C C C C C C
:
:
:
:
:
:-
- +
+
..-+:- +
:
:
-
+
:- +
Original
:
:-
+
..-
+
-
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A más estructuras de resonancia aumenta la estabilidad,debido a que hay más átomos que comparten la carga
¿Cuál es el efecto de la resonancia?
Aumenta la estabilidad del compuesto pues más átomoscomparten la carga, y esto lo hace menos reactivo,comparado con un compuesto que no posea resonancia.
Tenemos cuatro estructuras de resonancia sin contar laoriginal ó cinco contando la original
¿Hay alguna estructura más estable ?
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CH2
CH C N:Acrilonitrilo
Hay diferencia en la resonancia si entre lasinsaturaciones conjugadas existen heteroátomos comoserian el nitrógeno y oxígeno, pues SI debido a su
electronegatividad mayor al carbono ellos atraerían a loselectrones hacia si.
Y pueden presentarse estructuras de resonancia másestables como se mostrarán a continuación:
¿Tendrá resonanc ia?
Si debido a que tiene las insaturaciones conjugadas
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H2C CH C N
CH2
CH C N CH2
CH C NH2C CH C N
H2C CH C N
::
..+ -
:
..+ -1 2 3
Estructuras de resonancia
:.. +-
:.. +-
54
¿Cuáles serán sus estructuras de resonancia?
Las estructuras de resonancia es cada posiblerepresentación del movimiento de los electrones que sepueden mover para un extremo o el otro de lasinsaturaciones conjugadas, en esta caso hay cinco conel compuesto original.
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¿Habrá alguna estructura de resonancia más es tab le en lasanteriores?
H2C CH C N
..+ -
Porque en este caso el nitrógeno el más electronegativotiene la carga negativa y además las cargas están lo másseparado posible
¿Habrá alguna estructura de resonancia más inestable?
H2C CH C N:
.. +-
Porque en este caso el nitrógeno tiene una carga positivay siendo el más electronegativo que el carbono la puedesoportar menos.
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¿Y qué pasaría si en lugar de nitrógeno fuera oxigeno?¿Podrá soportar más o menos la carga positiva?
Además podemos presentar un resumen por donde se
mueven los electrones que se denomina híbrido deresonancia que para el anterior compuesto sería:
H2C CH
2C N:
Hibrido de resonancia
Las líneas punteadas nos muestran por donde se muevenlos electrones, o sea que los mismos están deslocalizados.
A continuación podemos distinguir dos tipos de efectosde resonancia que puede ser atractor ó donador (dador) ócomo vimos en el inductivo positivo o negativo, como semuestra a continuación:
16Unidad 3 (P.2 Q.O.I 1S 2010)Lic. Walter de la Roca
Grupo atractor de electrones
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GOrbital Vacio
(deficiente enelectrones, atrae
a los mismos)
Grupo atractor de electrones
Pasa su deficienca a
la cadena carbonada
que tiene el sistema
conjugado haciendo
pobre en electrones
G
:
Grupo donador de electrones
Orbital Lleno
(rico en electrones,
da e- los mismos )
Pasa sus electrones a la cadena
carbonada haciendolo más rico
en electrones.
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Los grupos atractores serán deficientes en electrones,tendrán por lo general carga positiva y los gruposdonadores serán ricos en electrones ó con carga negativa.
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O O HN H
H
X
Dadores de electrones:
..
..: -
Alcóxido
..
..
Hidróxilo
..
Amino
..:..
Halógeno
NO
O
S
O
O
OH C H
O:
..
.. -+....
Nitro
Atractores de electrones:
..
..
: :
: :Sulfonato
+
-
+
-
::
(ó -R)
Carbonilo
-
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Un concepto impo rtante de la resonancia es que estabi l iza
el sistema, debido a que en todos los casos la carga
posit iva o negativa se comparte ent re más átomos, lo que
causa una estabil ización extra, y esto implica que el
s is tema en general es más estable, y además puedereaccionar en forma diferente a los sistemas no
conjugados.
Efecto resonante atractor del grupo O=N- en resonancia con
alqueno
O N C C O N C C O N C C
O N C C
:
:
O N C C
:
:
O N C C
:
:
-+
-
+
......
......:- +
......:-
+
-
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Conclusiones del efecto de resonancia:
1. La resonancia es un movimiento de electrones2. La resonancia se presenta cuando existen dobles
enlaces conjugados.3. La resonancia da a la molécula mayor estabilidad
debido a que la carga la comparten más átomos.
4. Entre más estructuras de resonancia posea uncompuesto más estable será.
5. La resonancia baja la reactividad de los compuestos.6. Pueden existir estructuras de resonancia con mayor
estabilidad debido a la presencia de heteroátomos.7. La distancia no afecta como en el caso del efectoinductivo.
8. Tiene una mayor influencia que el efecto inductivo.
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1.3.5 Estabi l idad de Alqueno s:
Mientras más sustituido este el alqueno, más estable es laregla llamada :Zaitsev
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Analicemos la regla de Zaitsev
CH2
CH CH2CH
3CH
3CH
2CH
2CH
3+ H2
Pt
1-buteno
H°= -30.3 Kcal/mol
(monosustituido)
C C
H
H
CH3
CH3
CH3
CH2
CH2CH
3+ H2Pt
t rans -2-buteno
(E)-2-buteno
H°= -27.6 Kcal/mol
(disustituido)
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¿Cuál em it ió más energía?
El 1-bu teno
¿Es el más es tab le o menos es tab le comparado con el(E)-2-buteno?
Es menos estable.
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¿Cuál es la d iferenc ia de estab il idades?
La d iferenc ia en la energías de h id ro genac ión (-30.3-(-27.6)) = 2.7 Kcal/mo l
¿Quépodemos conc lu ir de los dos alquenos?
Que el 1-bu teno es 2.7 Kcal/mo l más inestab le que el
(E)-2-buteno
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Ó que el (E)-2-bu teno es 2.7 Kcal/mo l más estable que el
1-buteno.
En el siguiente diagrama ¿Qué letra le correspondería a cada al 1-
buteno y al (E)-2-buteno en el siguiente diagrama:
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A sería el 1-bu ten o y B sería el (E)-2-buteno
Tabla de estabi l idades de alquenos :
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¿Qué aprendimos en la presentación?
1. Insaturaciones en compuestos orgánicos2.Tipos de insaturaciones3.Influencia de heteroátomos en las fórmulas
moleculares de compuestos orgánicos
4.Índice de deficiencia de hidrógenos (IDH)5.Resonancia fundamentos y reglas6.Estabilidad de dobles enlaces, Regla de Zaitsev7.Comparación de energías de combustión de
dobles enlaces sustituidos.
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