Principios Fundamentales Química Orgánica. 5k684e

QUÍMICA ORGÁNICA: química de los compuestos de carbono. A diferencia de la mayoría de los otros elementos, el carbono forma enlaces fuertes con otros átomos de carbono y con una amplia variedad de elementos. Se pueden generar cadenas y anillos de átomos de carbono. HIBRIDOS DE RESONANCIA Cuando son factibles dos o más estructuras de enlace de valencia, que solo difieren en la ubicación de los electrones, la molécula en general presenta características de ambas estructuras. Las distintas estructuras se conocen como estructuras de resonancia o formas de resonancia.

La estructura real de este ión es un hibrido de resonancia de las dos estructuras. En la molécula real, la carga positiva está deslocalizada (dispersa) tanto sobre el átomo de carbono como sobre el átomo de nitrógeno. Dispersar la carga positiva sobre los dos átomos hace que el ión sea más estable que lo que sería si toda la carga estuviera localizada únicamente sobre el carbono o sólo sobre el nitrógeno. A esto le llamamos catión estabilizado por resonancia. La resonancia resulta más importante cuando permite que una carga se deslocalice sobre dos o más átomos.

La primera estructura es más estable debido a que tiene un enlace adicional y todos los átomos tienen octetos. A la forma de resonancia más estable se le llama contribuyente principal. Al dibujar formas de resonancia, intentamos representar estructuras con la menor energía posible. Las mejores candidatas son aquellas que tienen el mayor número de octetos y el número máximo de enlaces. 1. Todas las estructuras de resonancia deben ser estructuras de Lewis válidas para el compuesto. 2. Sólo es posible cambiar la ubicación de los electrones de una a otra. (Los electrones de enlaces dobles y los pares de electrones no enlazados son los que

comúnmente se cambian más). Los núcleos no pueden cambiar, y los ángulos de enlace deben permanecer iguales. 3. El número de electrones desapareados (si los hay) debe permanecer sin cambios. La mayoría de los compuestos estables no tienen electrones desapareados, y todos los electrones deben permanecer apareados en todas las formas de resonancia. 4. La contribuyente principal de resonancia es aquella con la menor energía. Por lo general tienen todos los octetos formados, tantos enlaces como es posible y la menor separación de carga. Las cargas negativas son más estables en los átomos más electronegativos más electronegativos, como en el caso de O,N y S. 5. La estabilización por resonancia es más importante cuando sirve para deslocalizar una carga sobre dos o más átomos.

ÁCIDOS Y BASES DE BRONSTED LOWRY: transferencia de protones. Un ácido de B-L es cualquier especie capaz de donar un protón, y una base de B-L es cualquier especie que puede aceptar un protón.

Cuando una base acepta un protón se vuelve un ácido capaz de devolver dicho protón. Cuando un ácido dona un protón, se vuelve una base capaz de aceptar nuevamente ese protón. Uno de los principios mas importantes de la definición de B-L es este concepto de ácidos y bases conjugados. Muchos compuestos, como el agua, pueden reaccionar como ácidos o como bases, se denominan anfóteros.

Fuerza de los ácidos La fuerza de un ácido de Bronsted-Lowry se expresa como en la definición de Arrhenius, por medio de su grado de ionización en el agua. La reacción general de un ácido (HA) con agua es la siguiente:

Ka se conoce como la constante de disociación acida y su valor indica la fuerza relativa del ácido. Entre más fuerte es el ácido más se disocia, lo que da un valor más grande Ka. La mayoría de los ácidos orgánicos son ácidos débiles, con valores de Ka menores que 10⁻⁴⁰. Como estos abarcan un rango tan amplio, las constantes de disociación ácida con frecuencia se expresan con una escala logarítmica. El pKa de un ácido se define de la misma manera que el pH de una disolución como el logaritmo (base 10) de Ka. Los ácidos débiles, com la mayoría de los ácidos orgánicos, tienen valores de pKa mayores que 4. Los ácidos más débiles tienen valores más grandes de pKa. Los valores de pKa aumentan conforme disminuyen los valores de Ka. Fuerza de las bases La base conjugada de un ácido fuerte debe ser una base débil. Si un ácido es débil su base conjugada será fuerte.

En la reacción de un ácido con una base, el equilibrio generalmente favorece el ácido y la base débiles. La fuerza de una base se mide de manera muy similar a como se mide la fuerza de un ácido, por medio de la constante de equilibrio de la reacción de hidrolisis

La constante de equilibrio Kb para esta reacción se conoce como constante de disociación básica de la base A⁻. Como esta constante abarca un amplio rango de valores con frecuencia se da en forma logarítmica como pKb. Cuando multiplicamos Ka por Kb podemos ver como se relaciona la acidez de un ácido con la basicidad de su base conjugada.

En forma logarítmica:

El producto de Ka y Kb siempre debe igualar a la constante del producto iónico del agua, 10⁻¹⁴. Si el valor de Ka es grande, el valor de Kb debe ser pequeño; es decir, entre más fuerte es un ácido más débil es su base conjugada. Del mismo modo, un valor pequeño de Ka (ácido débil) implica un valor grande de Kb (base fuerte). EFECTOS DE LA ESTRUCTURA SOBRE LA ACIDEZ: para que un ácido de Bronsted Lowry (HA), un compuesto debe tener un átomo de hidrogeno que pueda perder en forma de protón. Un ácido fuerte debe tener una base conjugada estable (A:⁻) después de perder el protón. La estabilidad