isomerismo
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Estructura y propiedades de
las moléculas orgánicas
Química Orgánica y BioquímicaFacultad de Ciencias Químicas
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Enlace sigma
• La densidad electrónica se concentra en los núcleos.
• Se puede formar enlace sigma entre orbitales s-s, p-p,
s-p, o entre orbital híbridos que se superponen.• El orbital molecular de enlace (OM) formado
tiene menor energía que los orbitales atómicosoriginales.
• El orbital molecular de anti enlace tiene mayorenergía que los orbitales atómicos originales.
=>
Enlaces e isomerismo
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H2: s-s Enlaces e isomerismo
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Cl2:superposición de p-pChapter 2
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La superposición constructiva a lo largodel eje nodal forma el enlace sigma.
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Enlace pi (∏) • Los enlaces pi se forman después de losenlaces sigma.• Superposición de orbitales p paralelos.
Enlaces e isomerismo
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Enlaces múltiples• Un doble enlace (2 pares de electrones
compartidos) tiene un enlace sigma y uno pi.
• Un triple enlace (3 pares de electronescompartidos) tiene un enlace sigma y dos pi.
Enlaces e isomerismo
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=>
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Rotación de enlaces
• Los enlaces sencillos sigma rotan libremente.
• Los dobles enlaces son rígidos, no pueden rotar
libremente a menos que se rompa el enlace.
Enlaces e isomerismo
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Isomerismo
• Son isómeros las moléculas que tienen lamisma fórmula molecular pero que sus átomosestán acomodados de diferente manera.
• Isómeros constitucionales (o estructurales)son isómeros que no tienen la misma secuenciade enlaces.
• Estereoisómeros son isómeros que sólo sondiferentes por su arreglo en el espacio. =>
Enlaces e isomerismo
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Isómeros estructuralesEnlaces e isomerismo
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CH3 O CH3and CH3 CH2 OH
CH3
CH3
and
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EstereoisómerosEnlaces e isomerismo
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C C
Br
CH3
Br
H3C
C C
CH3
Br
Br
H3C
and
Cis – (mismo lado) Trans – (lados opuestos)
Los isómeros cis-trans son llamados también geométricos.
Debe haber dos grupos diferentes en el carbono sp 2.
C CH3C
H H
HNo es posible tener isómeroscis-trans
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Ejercicios: resuelva primero antes de ver las respuestas Enlaces e isomerismo
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Diga a cuál de las categorías pertenece las estructuras que se muestran acontinuación:
(1) Mismo compuesto (2) Isómeros cis-trans(3) Isómeros constitucionales (4) Diferentes compuestos
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Solución:Enlace e isomerismo
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(a) Isómeros constitucionales(b) Isómeros cis-trans.(c) Isómeros constitucionales
(d) Mismo compuesto(f) Mismo compuesto(g) No son isómeros, son diferentes fórmulas moleculares(h) Isómeros constitucionales(i) Mismo compuesto
(j) Isómeros constitucionales(k) Isómeros constitucionales
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Momento dipolar
de enlace
Enlaces e isomerismo
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• Es debido a la diferencia de electronegatividad.• Depende de la carga y de la separación.•
Se mide en debyes (D). = 4.8 x (carga del electrón) x d (angstroms)
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Momento dipolar molecular• Depende de la polaridad del enlace y de los ángulos
de enlace.• Es la suma vectorial de los momentos dipolares
parciales.• Los pares de electrones solitarios contribuyen al
momento dipolar.
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Fuerzas intermoleculares
• Las fuerzas de atracción entre las moléculasinfluye su punto de fusión, punto de ebullición,su solubilidad; especialmente en sólidos y
líquidos.• La clasificación depende de la estructura de la
molécula:▫ Interacciones dipolo-dipolo▫ Fuerzas de dispersión de London▫ Puente de hidrógeno
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Fuerzas Dipolo-Dipolo
• Se da entre moléculas polares.• El polo positivo de una molécula se alinea con el
polo negativo de otra molécula.•
La energía de estas fuerzas es menor que lasfuerzas de repulsión, de modo que la fuerza netaes de atracción.
• Los dipolos más grandes causan puntos de
ebullición más altos y calores de vaporizaciónelevados.=>
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Dipolo-DipoloEnlaces e isomerismo
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Ejercicios:Resuelva primero antes de ver las respuestas
Enlaces e isomerismo
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Solución:Enlaces e isomerismo
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Solución: (2)
Chapter 2
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Fuerzas de dispersión de London
• Se da entre moléculas no polares• Son interacciones temporales dipolo-dipolo• Los átomos más grandes son más
polarizables.• Las ramificaciones baja los Puntos de
Ebullición porque disminuye la superficie decontacto entre las moléculas.
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DispersionesEnlaces e isomerismo
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Puentes de hidrógeno
• Atracción dipolo-dipolo fuerte.• Las moléculas orgánicas deben tener N-H o O-H.•
El hidrógeno de una molécula es atraídofuertemente por el par solitario de electrones dela otra molécula.
• El O-H es más polar que el N-H, por lo tanto
forma puentes de hidrógeno más fuertes=>
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Puentes de HEnlaces e iosmerismo
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Ejercicio:Resuelva primero antes de ver las respuestas
Enlace e isomerismo
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Ejercicio:
Resuelva primero antes de ver las respuestas
Enlaces e isomerismo
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Solución:Enlaces e isomerismo
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Punto de ebullición y
fuerzas intermoleculares
Enlaces e isomerismo
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Ejercicio:
Resuelva primero antesde ver las respuestas
Enlace e iosmerismo
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Solución:
Enlace e isomerismo
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Ejercicios de TAREA:
Resuelva primero antes de ver las respuestas
Enlaces e isomerismo
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SoluciónEnlace e isomerismo
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Solubilidad
• Las sustancias disuelven a sus semejantes.• Los solutos polares se disuelven en solventes
polares.• Los solutos no polares se disuelven en
solventes no polares.• Las moléculas con fuerzas intermoleculares
similares se mezclaran fácilmente.=>
Enlace e isomerismo
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Los solutos iónicos con
solventes polares
Enlaces e isomerismo
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La hidratación libera energía.Aumenta la entropía. =>
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Soluto iónico con
solvente no polar
Enlace e isomerismo
=>
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Soluto no polar con
solvente no polar
Enlace e isomerismo
=>
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Soluto no polar consolvente polar
Enlace e isomerismo
=>
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Ejercicio:
Enlace e isomerismo
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Clases de compuestos
• Se clasifican de acuerdo a su grupo funcional
• Tres clases▫
Cadenas hidrocarbonadas▫ Compuestos que contienen oxígeno▫ Compuestos que contienen nitrógeno
=>
Enlaces e isomerismo
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Cadenas hidrocarbonadas
• Alcanos: enlaces sencillos, carbonos conhibridación sp3
• Cicloalcanos: carbonos que forman anillos• Alquenos: enlaces dobles, carbonos con
hibridación sp2 • Cicloalquenos: doble enlace en el anillo• Alquinos: triple enlace, carbonos con
hibridación sp • Aromáticos: contienen un anillo de benceno
=>
Enlaces e isomerismo
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Compuestos con oxígeno
• Alcoholes: R-OH• Éter: R-O-R '• Aldehido: R-CHO
• Cetonas: R-CO-R 'CH3CH2 C
O
H
CH3 C
O
CH3
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Ácidos carboxílicos y
sus derivados• Ácidos carboxílicos: R-COOH• Cloruro de ácido: R-COCl• Éster: R-COO-R ' • Amida: R-CONH2
Enlaces e isomerismo
C
O
OH
C
O
Cl
C
O
OCH3C
O
NH2
=>
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Compuestos connitrógeno
• Aminas: R-NH2, R-NH-R ', o R 3N• Amidas: R-CONH2, R-CONH-R, R-CONR 2• Nitrilo: R-CN
Enlaces e isomerismo
N
O
CH3
CH3 C N
=>
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Ejercicios:Enlaces e isomerismo
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Solución:Enlaces e isomerismo
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Tarea: Enlace e isomerismo
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Isomeria
Bibliografía: Organic Chemistry , 5th Edition
L. G. Wade, Jr.