Sistema conjugado
En química , un sistema conjugado es un sistema de orbitales p conectados con electrones deslocalizados en una molécula, lo que en general reduce la energía total de la molécula y aumenta la estabilidad. Se representa convencionalmente como que tiene enlaces únicos y múltiples alternos . Los pares solitarios , radicales o iones carbenio pueden formar parte del sistema, que puede ser cíclico , acíclico, lineal o mixto. El término "conjugado" fue acuñado en 1899 por el químico alemán Johannes Thiele . [1]
La conjugación es la superposición de un orbital p con otro a través de un enlace σ adyacente (en los metales de transición, los orbitales d pueden estar involucrados). [2] [3]
Un sistema conjugado tiene una región de orbitales p superpuestos, uniendo las ubicaciones interyacentes que los diagramas simples ilustran que no tienen un enlace π. Permiten una deslocalización de electrones π a través de todos los orbitales p adyacentes alineados. [4] Los electrones π no pertenecen a un enlace simple o átomo , sino a un grupo de átomos.
Los sistemas conjugados más grandes se encuentran en grafeno , grafito , polímeros conductores y nanotubos de carbono .
La conjugación es posible mediante la alternancia de enlaces simples y dobles en los que cada átomo suministra un orbital p perpendicular al plano de la molécula. Sin embargo, esa no es la única forma de que se lleve a cabo la conjugación. Siempre que cada átomo contiguo en una cadena tenga un orbital p disponible, el sistema puede considerarse conjugado. Por ejemplo, el furano es un anillo de cinco miembros con dos dobles enlaces alternos que flanquean un oxígeno . El oxígeno tiene dos pares solitarios., uno de los cuales ocupa un orbital p perpendicular al anillo en esa posición, manteniendo así la conjugación de ese anillo de cinco miembros por superposición con el orbital p perpendicular en cada uno de los átomos de carbono adyacentes. El otro par solitario permanece en el plano y no participa en la conjugación.
En general, cualquier carbono o heteroátomo sp 2 o sp-hibridado , incluidos los que tienen un orbital vacío o un orbital de par solitario, pueden participar en sistemas conjugados, aunque los pares solitarios no siempre participan en un sistema conjugado. Por ejemplo, en piridina, el átomo de nitrógeno ya participa en el sistema conjugado a través de un doble enlace formal con un carbono adyacente, por lo que el par solitario permanece en el plano del anillo en un orbital híbrido sp 2 y no participa en la conjugación. Un requisito para la conjugación es la superposición orbital; por tanto, el sistema conjugado debe ser plano (o casi). Como consecuencia, los pares solitarios que participan en sistemas conjugados ocuparán orbitales de carácter p puro en lugar de sp n orbitales híbridos típicos de pares solitarios no conjugados.
