Hispanopedia WikiEn química , la heterólisis o fisión heterolítica ( del griego ἕτερος (heteros) ' diferente ' y λύσις (lusis) ' aflojar ' ) es el proceso de ruptura de un enlace covalente donde una especie previamente enlazada toma los dos electrones de enlace originales de la otra especie. [ 1 ] Durante la ruptura heterolítica del enlace de una molécula neutra, se generarán un catión y un anión . Generalmente, el átomo más electronegativo conserva el par de electrones convirtiéndose en aniónico, mientras que el átomo más electropositivo se convierte en catiónico.
La fisión heterolítica casi siempre ocurre en enlaces simples ; el proceso generalmente produce dos especies de fragmentos.
La energía necesaria para romper el enlace se denomina energía de disociación heterolítica del enlace , que es similar (pero no equivalente) a la energía de disociación homolítica del enlace que se utiliza habitualmente para representar el valor energético de un enlace.
Un ejemplo de las diferencias en las energías es la energía necesaria para romper un enlace H−H.
Historia
El descubrimiento y la categorización de la fisión heterolítica del enlace dependieron claramente del descubrimiento y la categorización del enlace químico.
En 1916, el químico Gilbert N. Lewis desarrolló el concepto del enlace de pares de electrones, en el que dos átomos comparten de uno a seis electrones, formando así un enlace de un solo electrón, un enlace simple, un enlace doble o un enlace triple . [ 3 ] Este se convirtió en el modelo para un enlace covalente.
En 1932, Linus Pauling propuso por primera vez el concepto de electronegatividad , que también introdujo la idea de que los electrones en un enlace covalente pueden no compartirse de manera uniforme entre los átomos enlazados. [ 4 ]
Sin embargo, los iones ya habían sido estudiados antes que los enlaces, principalmente por Svante Arrhenius en su tesis doctoral de 1884. Arrhenius fue pionero en el desarrollo de la teoría iónica y propuso definiciones para los ácidos como moléculas que producen iones hidrógeno, y para las bases como moléculas que producen iones hidróxido .
Efectos de solvatación
La velocidad de reacción en muchas reacciones que implican heterólisis unimolecular depende en gran medida de la velocidad de ionización del enlace covalente. La etapa limitante de la reacción suele ser la formación de pares iónicos. Un grupo en Ucrania realizó un estudio exhaustivo sobre el papel de la solvatación nucleofílica y su efecto en el mecanismo de heterólisis de enlaces. Descubrieron que la velocidad de heterólisis depende fuertemente de la naturaleza del disolvente .
Por ejemplo, un cambio del medio de reacción de hexano a agua aumenta la velocidad de heterólisis del cloruro de terc-butilo (t-BuCl) en 14 órdenes de magnitud. [ 5 ] Esto se debe a la fuerte solvatación del estado de transición . Los principales factores que afectan las velocidades de heterólisis son principalmente la polaridad y la electrofilicidad del disolvente, así como su poder ionizante. La polarizabilidad, la nucleofilicidad y la cohesión del disolvente tuvieron un efecto mucho menor sobre la heterólisis. [ 5 ]
Sin embargo, existe cierto debate sobre los efectos de la nucleofilicidad del disolvente; algunos artículos afirman que no tiene ningún efecto, [ 6 ] mientras que otros afirman que los disolventes más nucleofílicos disminuyen la velocidad de reacción. [ 7 ]
Véase también
Referencias
- ↑ IUPAC , Compendio de Terminología Química , 5.ª ed. (el "Libro de Oro") (2025). Versión en línea: (2006 – ) " heterólisis (heterolítico) ". doi : 10.1351/goldbook.H02809
- ↑ Blanksby, SJ; Ellison, GB (2003). "Energías de disociación de enlaces de moléculas orgánicas". Acc. Chem. Res . 36 (4): 255– 263. doi : 10.1021/ar020230d . PMID 12693923 .
- ↑ Lewis, Gilbert N (1916). "El átomo y la molécula". Journal of the American Chemical Society . 38 (4): 772. Bibcode : 1916JAChS..38..762L . doi : 10.1021/ja02261a002 .
- ↑ Pauling, L (1932). "La naturaleza del enlace químico. IV. La energía de los enlaces simples y la electronegatividad relativa de los átomos". Journal of the American Chemical Society . 54 (9): 3570– 3582. Bibcode : 1932JAChS..54.3570P . doi : 10.1021/ja01348a011 .
- 1 2 Dvorko, GF; Ponomareva, EA; Ponomarev, ME (2004). "Papel de la solvatación nucleofílica y el mecanismo de la heterólisis del enlace covalente". J. Phys. Org. Chem . 17 (10): 825– 836. doi : 10.1002/poc.757 .
- ↑ Abraham, MH; Doherty, RM; Kamlet, JM; Harris, JM; Taft, RW (1987). "Relaciones lineales de energía de solvatación. Parte 37. Un análisis de las contribuciones de la dipolaridad-polarizabilidad, la asistencia nucleofílica, la asistencia electrofílica y los términos de cavidad a los efectos del disolvente en las velocidades de solvólisis del haluro de t-butilo". J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 . 1987 (7): 913– 920. doi : 10.1039/P29870000913 .
- ↑ Gajewski, JJ (2001). "¿Es la solvólisis del cloruro de terc -butilo la reacción más incomprendida en química orgánica? Evidencia en contra de la participación del disolvente nucleofílico en el estado de transición del cloruro de terc -butilo y a favor de una mayor donación de enlaces de hidrógeno al estado de transición de la solvólisis del cloruro de 1-adamantilo". J. Am. Chem. Soc . 123 (44): 10877– 10883. Bibcode : 2001JAChS.12310877G . doi : 10.1021/ja010600d . PMID 11686689 .
- Reacciones químicas