En química orgánica , un carbino es un término general para cualquier compuesto cuya estructura consiste en un átomo de carbono eléctricamente neutro conectado por un enlace covalente simple y tiene tres electrones no enlazados. [1] El átomo de carbono tiene uno o tres desapareados electrones , dependiendo de su estado de excitación ; haciéndolo radical . La fórmula química se puede escribir RC • o RC 3 • (también escrita como ⫶ CR), o simplemente CH .
![configuración cuarteto carbyne](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/6/6e/Carbyne_quartet.png/100px-Carbyne_quartet.png)
Los carbinos pueden verse como derivados del compuesto más simple de este tipo, el radical metilidino o carbino no sustituido HC • o HC 3 • , en el que el grupo funcional es un átomo de hidrógeno .
Configuración electrónica
Las moléculas de carbeno generalmente se encuentran en estados de doblete electrónico : los electrones no enlazantes en el carbono están organizados como un radical (electrón desapareado) y un par de electrones, dejando un orbital atómico vacante , en lugar de ser un trirradical (el estado del cuarteto ). El caso más simple es el radical CH, que tiene una configuración electrónica 1σ 2 2σ 2 3σ 2 1π. [2] Aquí el orbital molecular 1σ es esencialmente el orbital atómico del carbono 1s, y el 2σ es el orbital de enlace CH formado por la superposición de un orbital híbrido sp de carbono con el orbital 1s del hidrógeno. El 3σ es un orbital no enlazante de carbono que apunta a lo largo del eje CH en dirección opuesta al hidrógeno, mientras que hay dos orbitales 1π no enlazantes perpendiculares al eje CH. Sin embargo, el 3σ es un híbrido sp que tiene menor energía que el orbital 1π, que es p puro, por lo que el 3σ se llena antes que el 1π. El radical CH es de hecho isoelectrónico con el átomo de nitrógeno que tiene tres electrones desapareados de acuerdo con la regla de Hund de máxima multiplicidad . Sin embargo, el átomo de nitrógeno tiene tres orbitales p degenerados , en contraste con el radical CH, donde la hibridación de un orbital (el 3σ) conduce a una diferencia de energía.
Ocurrencia
Un carbino puede ocurrir como un intermedio reactivo de vida corta . Por ejemplo, la fluorometilidina (CF) se puede detectar en la fase gaseosa mediante espectroscopía como intermedio en la fotólisis instantánea de CHFBr 2 . [2]
Los carbinos pueden actuar como ligandos trivalentes en complejos con metales de transición , en los que están conectados a un metal por los tres electrones no enlazados del grupo -C 3 • . Ejemplos de tales compuestos de coordinación son Cl (CO)
4W≡C-CH
3, [3] W Br ( CO ) 2 ( 2,2'-bipiridina ) ≡ C - arilo y WBr (CO) 2 ( PPh 3 ) 2 ≡ C-NR 2 . [4] Un compuesto de este tipo se puede obtener mediante la reacción de tungsteno hexacarbonil W (CO) 6 con diisopropilamida de litio para formar ( i Pr 2 N) (OLi) C = W (CO) 5 . A continuación, esta sal se oxida con bromuro de oxalilo o dibromuro de trifenilfosfina , seguido de la adición de trifenilfosfina . Otro método consiste en tratar un carbeno metoxi metal con un ácido de Lewis . [4]
Referencias
- ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida online: (2006–) " carbynes ". doi : 10.1351 / goldbook.C00854
- ↑ a b Ruzsicska, BP; Jodhan, A .; Choi, HKJ; Strausz, OP; Bell, TN (1983). "Química de los carbinos: reacción de CF, CCl y CBr con alquenos". Mermelada. Chem. Soc . 105 (8): 2489–2490. doi : 10.1021 / ja00346a072 .
- ^ Fischer, Ernst Otto; Kreis, Gerhard; Kreiter, Cornelius G .; Müller, Jörn; Huttner, Gottfried; Lorenz, Hans (1973). " Complejos de trans- halógeno [alquil (aril) carbyne] tetracarbonilo de cromo, molibdeno y tungsteno: una nueva clase de compuestos que tienen un triple enlace metal-carbono de transición". Angewandte Chemie International Edition en inglés . 12 (7): 564–565. doi : 10.1002 / anie.197305641 .
- ^ a b Jaeger, M .; Stumpf, R .; Troll, C .; Fischer, H. (2000). "Nuevos complejos de carbeno de molibdeno (II) y tungsteno (II) coordinados por hepta por descarbonilación oxidativa de complejos de carbeno de Mo (0) y W (0)". Chem. Comun. (11): 931–932. doi : 10.1039 / B002228O .