En química, un doble enlace es un enlace covalente entre dos átomos que implica cuatro electrones de enlace en lugar de dos en un enlace simple . Los dobles enlaces se producen con mayor frecuencia entre dos átomos de carbono, por ejemplo, en los alquenos . Existen muchos dobles enlaces entre dos elementos diferentes: por ejemplo, en un grupo carbonilo entre un átomo de carbono y un átomo de oxígeno. Otros dobles enlaces comunes se encuentran en compuestos azo (N = N), iminas (C = N) y sulfóxidos (S = O). En una fórmula esquelética, un doble enlace se dibuja como dos líneas paralelas (=) entre los dos átomos conectados; tipográficamente, el signo igual se utiliza para esto. [1] [2] Los dobles enlaces fueron introducidos por primera vez en notación química por el químico ruso Alexander Butlerov . [ cita requerida ]
Los enlaces dobles que involucran carbono son más fuertes y más cortos que los enlaces simples . El orden de la fianza es dos. Los dobles enlaces también son ricos en electrones, lo que los hace potencialmente más reactivos en presencia de un aceptor de electrones fuerte (como reacciones adicionales de los halógenos).
- Compuestos químicos con dobles enlaces
Doble enlace etileno carbono-carbono
Doble enlace carbono-oxígeno acetona
Dimetilsulfóxido Doble enlace azufre-oxígeno
Doble enlace Diazene Nitrógeno-nitrógeno
Enlaces dobles en alquenos [ editar ]
El tipo de enlace se puede explicar en términos de hibridación orbital . En el etileno, cada átomo de carbono tiene tres orbitales sp 2 y un orbital p . Los tres orbitales sp 2 se encuentran en un plano con ángulos de ~ 120 °. El orbital p es perpendicular a este plano. Cuando los átomos de carbono se acercan, dos de los orbitales sp 2 se superponen para formar un enlace sigma . Al mismo tiempo, los dos orbitales p se acercan (nuevamente en el mismo plano) y juntos forman un enlace pi . Para una superposición máxima, los orbitales p deben permanecer paralelos y, por lo tanto, no es posible la rotación alrededor del enlace central. Esta propiedad da lugar aisomería cis-trans . Los enlaces dobles son más cortos que los enlaces simples porque se maximiza la superposición del orbital p.
2 orbitales sp 2 (total de 3 orbitales de este tipo) se acercan para formar un enlace sigma sp 2 -sp 2
Dos orbitales p se superponen para formar un enlace pi en un plano paralelo al plano sigma
enlace pi (verde) en etileno
Con 133 pm, la longitud del enlace de etileno C = C es más corta que la longitud de C − C en etano con 154 pm. El doble enlace también es más fuerte, 636 kJ mol -1 frente a 368 kJ mol -1, pero no el doble de lo que el enlace pi es más débil que el enlace sigma debido a una superposición pi menos eficaz.
En una representación alternativa, el doble enlace resulta de dos orbitales sp 3 superpuestos como en un enlace doblado . [3]
Variaciones [ editar ]
En moléculas con enlaces dobles y enlaces sencillos alternos, la superposición de orbitales p puede existir sobre múltiples átomos en una cadena, dando lugar a un sistema conjugado . La conjugación se puede encontrar en sistemas como dienos y enones . En moléculas cíclicas , la conjugación puede conducir a la aromaticidad . En los cumulenos , dos dobles enlaces son adyacentes.
Los dobles enlaces son comunes para los elementos del período 2, carbono , nitrógeno y oxígeno , y menos comunes con elementos de períodos más altos . Los metales también pueden participar en enlaces múltiples en un enlace múltiple de ligando metálico .
Homólogos de alquenos del grupo 14 [ editar ]
Los compuestos de doble enlace, homólogos de alquenos , R 2 E = ER 2 ahora son conocidos para todos los elementos más pesados del grupo 14 . A diferencia de los alquenos, estos compuestos no son planos sino que adoptan estructuras retorcidas y / o transdobladas. Estos efectos se vuelven más pronunciados para los elementos más pesados. El distannene (Me 3 Si) 2 CHSn = SnCH (SiMe 3 ) 2 tiene una longitud de enlace estaño-estaño apenas un poco más corta que un enlace simple, una estructura transdoblada con coordinación piramidal en cada átomo de estaño, y se disocia fácilmente en solución para forma (Me 3 Si) 2CHSn: (estannanodiilo, un análogo de carbeno). El enlace comprende dos enlaces aceptores donantes débiles, el par solitario de cada átomo de estaño se superpone con el orbital p vacío del otro. [4] [5] En contraste, en los disilenos cada átomo de silicio tiene una coordinación plana, pero los sustituyentes están retorcidos de modo que la molécula en su conjunto no es plana. En diplumbenes, la longitud del enlace Pb = Pb puede ser más larga que la de muchos enlaces simples correspondientes. [5] Los plumbenos y estannenos generalmente se disocian en solución en monómeros con entalpías de enlace que son solo una fracción de los enlaces simples correspondientes. Algunos dobles enlaces plumbenos y estannenos son similares en fuerza a los enlaces de hidrógeno. [4] El modelo Carter-Goddard-Malrieu-Trinquierse puede utilizar para predecir la naturaleza de la unión. [4]
Tipos de dobles enlaces entre átomos [ editar ]
| C | O | norte | S | Si | Ge | Sn | Pb | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | alqueno | grupo carbonilo | yo mismo | tiocetona , thial | ||||
| O | dioxígeno | compuesto nitroso | sulfóxido , sulfona , ácido sulfínico , ácido sulfónico | |||||
| norte | compuesto azo | |||||||
| S | disulfuro | |||||||
| Si | alquilidensilanos | silenes | ||||||
| Ge | germenes | |||||||
| Sn | stannenes | |||||||
| Pb | plumbenes |
Referencias [ editar ]
- ^ Marzo, Jerry, 1929-1997. (1985). Química orgánica avanzada: reacciones, mecanismos y estructura (3ª ed.). Nueva York: Wiley. ISBN 0-471-88841-9. OCLC 10998226 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ McMurry, John. Química orgánica (Novena ed.). Boston, MA, Estados Unidos. ISBN 978-1-305-08048-5. OCLC 907259297 .
- ^ Carey, Francis A., 1937- (2007). Química orgánica avanzada . Sundberg, Richard J., 1938- (5ª ed.). Nueva York: Springer. ISBN 978-0-387-44897-8. OCLC 154040953 .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
- ^ a b c Poder, Philip P. (1999). "π-Bonding y el efecto de par solitario en enlaces múltiples entre elementos del grupo principal más pesados". Revisiones químicas . 99 (12): 3463–3504. doi : 10.1021 / cr9408989 . PMID 11849028 .
- ^ a b Wang, Yuzhong; Robinson, Gregory H. (2009). "Enlace múltiple homonuclear único en compuestos del grupo principal". Comunicaciones químicas . Real Sociedad de Química (35): 5201–5213. doi : 10.1039 / B908048A . PMID 19707626 .
- Pyykkö, Pekka; Riedel, Sebastián; Patzschke, Michael (2005). "Radios covalentes de triple enlace". Química: una revista europea . 11 (12): 3511-20. doi : 10.1002 / quím.200401299 . PMID 15832398 .