Hidrocarburo alternativo

Un hidrocarburo alternante es cualquier sistema de hidrocarburos conjugados que no posee un anillo de miembros impares . Para tales sistemas es posible llevar a cabo un proceso de asterisco, en el que los átomos de carbono se dividen en dos conjuntos: todos los carbonos de un conjunto se marcan con un asterisco de modo que no haya dos átomos asteriscos o no asteriscos unidos entre sí. Aquí el conjunto asterisco contiene el mayor número de átomos. ^[1] Cuando se cumple esta condición, el determinante secular en la aproximación de Hückel tiene una forma más simple, ya que los elementos transversales diagonales entre átomos en el mismo conjunto son necesariamente 0.

Los hidrocarburos alternativos presentan tres propiedades muy interesantes: ^[2]

Las energías orbitales moleculares para el sistema π están emparejadas, es decir para un orbital de energía hay uno de energía . $E=\alpha+x\beta$ $E=\alpha -x\beta$
Los coeficientes de dos orbitales moleculares emparejados son los mismos en el mismo sitio, excepto por un cambio de signo en el conjunto sin asterisco.
La población o densidad electrónica en todos los sitios es igual a la unidad en el estado fundamental , por lo que la distribución de electrones π es uniforme en toda la molécula.

Además, si el hidrocarburo alternante contiene un número impar de átomos, entonces debe haber un orbital desapareado con energía de enlace cero (un orbital no enlazante ). ^[3] Para este orbital, los coeficientes en los sitios atómicos se pueden escribir sin cálculo: el coeficiente en todos los orbitales que pertenecen al conjunto más pequeño (sin asterisco) es 0, y la suma de los coeficientes de los orbitales (con asterisco) a su alrededor también debe ser 0. El álgebra simple permite la asignación de todos los coeficientes y luego normalizarlos . ^[2] Este procedimiento permite la predicción de patrones de reactividad y se puede explotar para calcular los números de reactividad de Dewar para todos los sitios.

Referencias

^ Orchin, Milton (2005). El vocabulario y los conceptos de la química orgánica . John Wiley & Sons. págs. 73-74. ISBN 9780471680284.
^ ab Yardley Jones, Richard Arnold (1979). Química orgánica física y mecanicista . Cambridge University Press. págs. 105-111. ISBN 9780521295963.
^ Smith, Michael; March, Jerry (2007). Química orgánica avanzada de March: reacciones, mecanismos y estructura . John Wiley & Sons. págs. 69–71. ISBN 9780471720911.

[1] Orchin, Milton (2005). El vocabulario y los conceptos de la química orgánica . John Wiley & Sons. págs. 73-74. ISBN 9780471680284.

[Jones-2] Yardley Jones, Richard Arnold (1979). Química orgánica física y mecanicista . Cambridge University Press. págs. 105-111. ISBN 9780521295963.

[3] Smith, Michael; March, Jerry (2007). Química orgánica avanzada de March: reacciones, mecanismos y estructura . John Wiley & Sons. págs. 69–71. ISBN 9780471720911.