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Enlace doble

En química, un doble enlace es un enlace covalente entre dos átomos que involucra cuatro electrones de enlace, a diferencia de los dos de un enlace simple . Los dobles enlaces o...

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En química, un doble enlace es un enlace covalente entre dos átomos que involucra cuatro electrones de enlace, a diferencia de los dos de un enlace simple . Los dobles enlaces ocurren más comúnmente entre dos átomos de carbono, por ejemplo en los alquenos . Muchos dobles enlaces existen entre dos elementos diferentes: por ejemplo, en un grupo carbonilo entre un átomo de carbono y un átomo de oxígeno. Otros dobles enlaces comunes se encuentran en compuestos azoicos (N=N), iminas (C=N) y sulfóxidos (S=O). En una fórmula esquelética , un doble enlace se dibuja como dos líneas paralelas (=) entre los dos átomos conectados; tipográficamente, se usa el signo de igual para esto. [ 1 ] [ 2 ] Los dobles enlaces fueron introducidos en la notación química por el químico ruso Alexander Butlerov .

Los enlaces dobles que involucran carbono son más fuertes y cortos que los enlaces simples . El orden de enlace es dos. Los enlaces dobles también son ricos en electrones, lo que los hace potencialmente más reactivos en presencia de un aceptor de electrones fuerte (como en las reacciones de adición de los halógenos ).

Enlaces dobles en alquenos

Geometría del etileno

El tipo de enlace se puede explicar en términos de hibridación orbital . En el etileno , cada átomo de carbono tiene tres orbitales sp² y un orbital p . Los tres orbitales sp² se encuentran en un plano con ángulos de aproximadamente 120°. El orbital p es perpendicular a este plano. Cuando los átomos de carbono se aproximan, dos de los orbitales sp² se solapan para formar un enlace sigma . Al mismo tiempo, los dos orbitales p se aproximan (de nuevo en el mismo plano) y juntos forman un enlace pi . Para que el solapamiento sea máximo, los orbitales p deben permanecer paralelos y, por lo tanto, no es posible la rotación alrededor del enlace central. Esta propiedad da lugar a la isomería cis-trans . Los enlaces dobles son más cortos que los enlaces simples porque el solapamiento de los orbitales p se maximiza.

Con 133  pm, la longitud del enlace C=C del etileno es más corta que la longitud del enlace C − C en el etano , que es de 154 pm. El doble enlace también es más fuerte, 636 kJ mol − 1 frente a 368 kJ mol − 1 , pero no el doble, ya que el enlace pi es más débil que el enlace sigma debido a una menor superposición pi efectiva.     

En una representación alternativa, el doble enlace resulta de dos orbitales sp 3 superpuestos como en un enlace curvado . [ 3 ]

Variaciones

En moléculas con enlaces dobles y simples alternados, puede existir solapamiento de orbitales p entre varios átomos de una cadena, dando lugar a un sistema conjugado . La conjugación se encuentra en sistemas como los dienos y las enonas . En moléculas cíclicas , la conjugación puede generar aromaticidad . En los cumulenos , dos enlaces dobles son adyacentes y no se solapan entre sí.

Los enlaces dobles son comunes en los elementos del periodo 2 (carbono , nitrógeno y oxígeno ) y menos comunes en los elementos de periodos superiores, una distinción conocida como la regla del enlace doble . Los metales también pueden formar enlaces múltiples, concretamente enlaces múltiples metal-ligando .

Homólogos de alquenos del grupo 14

Los compuestos con doble enlace, homólogos de alquenos , R 2 E=ER 2, se conocen ahora para todos los elementos más pesados ​​del grupo 14. A diferencia de los alquenos, estos compuestos no son planares, sino que adoptan estructuras torsionadas y/o trans curvadas. Estos efectos se vuelven más pronunciados para los elementos más pesados. El distanneno (Me 3 Si) 2 CHSn=SnCH(SiMe 3 ) 2 tiene una longitud de enlace estaño-estaño ligeramente menor que un enlace simple, una estructura trans curvada con coordinación piramidal en cada átomo de estaño , y se disocia fácilmente en solución para formar (Me 3 Si) 2 CHSn: (estannandiilo, un análogo de carbeno). El enlace comprende dos enlaces donador-aceptor débiles, el par solitario de cada átomo de estaño se superpone con el orbital p vacío del otro. [ 4 ] [ 5 ] En contraste, en los disilenos cada átomo de silicio tiene coordinación planar, pero los sustituyentes están torsionados de modo que la molécula en su conjunto no es planar. En los diplumbenos, la longitud del enlace Pb=Pb puede ser mayor que la de muchos enlaces simples correspondientes [ 5 ]. Los plumbenos y estanenos generalmente se disocian en solución en monómeros con entalpías de enlace que son solo una fracción de las de los enlaces simples correspondientes. Algunos enlaces dobles de plumbenos y estanenos tienen una fuerza similar a la de los enlaces de hidrógeno [ 4 ] . El modelo de Carter-Goddard-Malrieu-Trinquier puede utilizarse para predecir la naturaleza del enlace [ 4 ] .

Tipos de enlaces dobles entre átomos

Referencias

  1. ↑ March, Jerry (1985). Química orgánica avanzada  : reacciones, mecanismos y estructura (3.ª  ed.). Nueva York: Wiley. ISBN 0-471-88841-9OCLC 10998226​​ 
  2. ↑ McMurry, John (27 de febrero de 2015). Química orgánica (Novena ed.). Boston, MA: Cengage Learning. ISBN  978-1-305-08048-5OCLC 907259297​​ 
  3. ↑ Carey, Francis A.; Sundberg, Richard J. (2007). Química orgánica avanzada (5.ª ed.). Nueva York: Springer. ISBN  978-0-387-44897-8OCLC 154040953​​ 
  4. 1 2 3 Power, Philip P. (1999). "Enlace π y el efecto del par solitario en enlaces múltiples entre elementos más pesados ​​del grupo principal". Chemical Reviews . 99 (12): 3463– 3504. doi : 10.1021/cr9408989 . PMID 11849028 . 
  5. 1 2 Wang, Yuzhong; Robinson, Gregory H. (2009). "Enlaces múltiples homonucleares únicos en compuestos de grupos principales". Chemical Communications (35): 5201– 5213. doi : 10.1039/B908048A . PMID 19707626 . 
  • Pyykkö, Pekka; Riedel, Sebastián; Patzschke, Michael (2005). "Radios covalentes de triple enlace". Química: una revista europea . 11 (12): 3511– 20. doi : 10.1002/chem.200401299 . PMID 15832398 .