En química orgánica , un enlace doblado , también conocido como enlace de plátano , es un tipo de enlace químico covalente con una geometría que recuerda un poco a un plátano . El término en sí es una representación general de la densidad o configuración de electrones que se asemeja a una estructura "doblada" similar dentro de moléculas de anillos pequeños, como el ciclopropano (C 3 H 6 ) o como una representación de enlaces dobles o triples dentro de un compuesto que es una alternativa a el modelo de enlace sigma y pi .
Los enlaces doblados [1] [2] [3] [4] son un tipo especial de enlace químico en el que el estado de hibridación normal de dos átomos que forman un enlace químico se modifica aumentando o disminuyendo el carácter orbital s para adaptarse a un geometría molecular particular . Los enlaces doblados se encuentran en compuestos orgánicos tensos como el ciclopropano , el oxirano y la aziridina .
En estos compuestos, no es posible que los átomos de carbono adopten los ángulos de enlace de 109,5° con hibridación sp3 estándar . Aumentar el carácter p a sp 5 (es decir , 1 ⁄ 6 de densidad s y 5 ⁄ 6 de densidad p) [5] hace posible reducir los ángulos de enlace a 60°. Al mismo tiempo, los enlaces carbono-hidrógeno adquieren más carácter s, lo que los acorta. En el ciclopropano, la densidad electrónica máxima entre dos átomos de carbono no corresponde al eje internuclear, de ahí el nombre de enlace doblado . En el ciclopropano, el ángulo interorbital es de 104°. Esta flexión se puede observar experimentalmente porDifracción de rayos X de ciertos derivados del ciclopropano: la densidad de deformación está fuera de la línea de centros entre los dos átomos de carbono. Las longitudes de los enlaces carbono-carbono son más cortas que en un enlace alcano normal: 151 pm frente a 153 pm. [6]
El ciclobutano es un anillo más grande, pero aún tiene enlaces doblados. En esta molécula, los ángulos de enlace del carbono son de 90° para la conformación plana y de 88° para la fruncida. A diferencia del ciclopropano, las longitudes de los enlaces C-C en realidad aumentan en lugar de disminuir; esto se debe principalmente a la repulsión estérica no enlazada en 1,3 . En términos de reactividad, el ciclobutano es relativamente inerte y se comporta como los alcanos ordinarios .
Un modelo alternativo utiliza orbitales de Walsh semilocalizados en los que el ciclopropano se describe como un enlace sigma sp 2 de carbono y un sistema de enlace pi en el plano. Los críticos de la teoría orbital de Walsh argumentan que este modelo no representa el estado fundamental del ciclopropano, ya que no puede transformarse en las descripciones localizadas o completamente deslocalizadas a través de una transformación unitaria. [3]
En la década de 1930 se propusieron dos explicaciones diferentes para la naturaleza de los enlaces covalentes dobles y triples en las moléculas orgánicas . Linus Pauling propuso que el doble enlace resulta de dos orbitales tetraédricos equivalentes de cada átomo, [7] que luego se denominó enlaces banana o enlaces tau . [8] Erich Hückel propuso una representación del doble enlace como una combinación de un enlace sigma más un enlace pi . [9] [10] [11] La representación de Hückel es la más conocida y es la que se encuentra en la mayoría de los libros de texto desde finales del siglo XX.