Chimica organica/Alcheni: differenze tra le versioni

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== Stabilità relativa degli alcheni monoinsaturi ==
== Stabilità relativa degli alcheni monoinsaturi ==


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|style="vertical-align:top"| Il confronto tra le reazioni schematizzate a destra permette di introdurre due concetti non particolarmente rigorosi da un punto di vista chimico, ma molto utili al fine di predire corretamente il comportamento di molte molecole in comuni reazioni chimiche.
* Gli elettroni che si trovano in orbitali sp<sup>2</sup> sono trattenuti maggiormente rispetto a quelli ospitati in orbitali sp<sup>3</sup>. Questo dato sperimentale è qualitativamente interpretato notando come gli orbitali s siano più raccolti attorno al nucleo rispetto ai p e che un orbitale sp<sup>3</sup> sia il risultato della combinazione lineare di un orbitale s con un numero maggiore di orbitali p rispetto ad un sp<sup>2</sup>.
* I gruppi metilici, a maggior '''rilascio elettronico''' rispetto al protone, stabilizzano la molecola se legati a tali carboni. L'ordine di stabilità delle molecole a destra è rivelatore. La differente disponibilità delle coppie elettroniche ospitate in orbitali diversamente ibridati è alla base anche della diversa[[Chimica_organica/Proprieta Acido Base#Acidità relativa di alcani, alcheni e alchini| acidità di alcani, alcheni e alchini]]
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Il confronto tra le reazioni schematizzate a destra permette di introdurre due concetti '''non particolarmente rigorosi''' da un punto di vista chimico, ma '''molto utili''' al fine di predire corretamente il comportamento di molte molecole in comuni reazioni chimiche.
* <u>Gli elettroni che si trovano in orbitali sp<sup>2</sup> sono trattenuti maggiormente rispetto a quelli ospitati in orbitali sp<sup>3</sup></u>. Questo dato sperimentale è qualitativamente interpretato notando come gli orbitali s siano più raccolti attorno al nucleo rispetto ai p e che un orbitale sp<sup>3</sup> sia il risultato della combinazione lineare di un orbitale s con un numero maggiore di orbitali p rispetto ad un sp<sup>2</sup>.
* <u>I gruppi metilici sono a maggior '''rilascio elettronico''' rispetto al protone</u>, poichè ospitano gli elettroni con i quali formano legami in orbitali sp<sup>3</sup>, più protesi lontano dal nucleo rispetto all'orbitale s.
Dunque è possibile interpretare la maggior stabilità della seconda molecola rispetto alla prima e della quarta rispetto alla seconda notando come il carbonio sp<sup>2</sup> più a sinistra sia legato nel primo caso ad un idrogeno, nel secondo ad un gruppo metilico, nel quarto a due gruppi metilici. La diversa stabilità della seconda e terza molecola è interpretabile solo osservando come i gruppi metilici alle estremità formino legami paralleli tra loro, rendendo possibile una maggiore sovrapposizione degli orbitali di legame. Queste considerazioni esulano tuttavia dagli scopi di questo testo, come impostato fino ad ora. Le considerazioni fatte sopra sono invece utili nell'interpretazione della scala di acidità di alcani, alcheni e alchini, che verrà discussa in una [[Chimica_organica/Proprieta Acido Base#Acidità relativa di alcani, alcheni e alchini| prossima sezione]].


== Stabilità relativa degli alcheni diinsaturi con doppi legami coniugati==
== Stabilità relativa degli alcheni diinsaturi con doppi legami coniugati==

Versione delle 10:49, 11 gen 2008

Definizioni

Quando una catena carboniosa è caratterizzata da più doppi legami, questi possono essere isolati, quando tra l'uno e l'altro ci siano più legami semplici, coniugati, quando siano distanziati da un solo legame semplice, o condensati, quando un medesimo carbonio regga due doppi legami.

Stabilità relativa degli alcheni monoinsaturi

Stabilità relativa di alcuni isomeri
Stabilità relativa di alcuni isomeri

Il confronto tra le reazioni schematizzate a destra permette di introdurre due concetti non particolarmente rigorosi da un punto di vista chimico, ma molto utili al fine di predire corretamente il comportamento di molte molecole in comuni reazioni chimiche.

  • Gli elettroni che si trovano in orbitali sp2 sono trattenuti maggiormente rispetto a quelli ospitati in orbitali sp3. Questo dato sperimentale è qualitativamente interpretato notando come gli orbitali s siano più raccolti attorno al nucleo rispetto ai p e che un orbitale sp3 sia il risultato della combinazione lineare di un orbitale s con un numero maggiore di orbitali p rispetto ad un sp2.
  • I gruppi metilici sono a maggior rilascio elettronico rispetto al protone, poichè ospitano gli elettroni con i quali formano legami in orbitali sp3, più protesi lontano dal nucleo rispetto all'orbitale s.

Dunque è possibile interpretare la maggior stabilità della seconda molecola rispetto alla prima e della quarta rispetto alla seconda notando come il carbonio sp2 più a sinistra sia legato nel primo caso ad un idrogeno, nel secondo ad un gruppo metilico, nel quarto a due gruppi metilici. La diversa stabilità della seconda e terza molecola è interpretabile solo osservando come i gruppi metilici alle estremità formino legami paralleli tra loro, rendendo possibile una maggiore sovrapposizione degli orbitali di legame. Queste considerazioni esulano tuttavia dagli scopi di questo testo, come impostato fino ad ora. Le considerazioni fatte sopra sono invece utili nell'interpretazione della scala di acidità di alcani, alcheni e alchini, che verrà discussa in una prossima sezione.

Stabilità relativa degli alcheni diinsaturi con doppi legami coniugati

La coniugazione dei doppi legami conferisce una particolare stabilità alla molecola, poichè rende possibile la delocalizzazione degli elettroni π, cioè la presenza su una regione più ampia della molecola. Per comprendere in quali regioni della molecola gli elettroni risultino delocalizzati ci si può affidare alle regole della risonanza. Lo schema a sinistra, motra una struttura limite di risonanza a separazioe di carica (sotto) dell'1,3-butadiene ottenuta a partire dalla struttura limite di risonanza con i legami localizzati tra i carboni 1,2 e 3,4. Che la delocalizzazione degli elettroni rappresenti un motivo di stabilità lo si può constatare trasformando una molecola caratterizzata da due doppi legami coniugati ed un suo isomero di struttura con doppi legami non coniugati in uno stesso prodotto più stabile di entrambi. La reazione tipica è quella di idrogenazione ad alcano. L'idrogenazione di una mole di 1,4-pentadiene libera 60,8 Kcalorie; lastessa reazione condotta su trans-1,3-pentadiene libera 54.1 Kcalorie, 6.7 in meno. É da notare che la struttura limite di risonanza dell'1,3-butadiene che meglio descrive la molecola è quella che non presenta separazione di carica. La seconda ha tuttavia una sua importanza, tant'è che la lunghezza del legame tra il carbonio 3 e 4 è inferiore a quella tipica di un legame singolo carbonio-carbonio, sebbene superiore a quella di un legame doppio tra gli stessi due nuclei. La teoria della risonanza ci aiuta a capire che la formula a separazione di carica è piuttosto importante, dal momento che ne esiste un'altra caratterizzata dalla medesima energia (che si può otenere spostando gli elettroni in direzione opposta).
Esempi di strutture limite di risonanza: 1,3-butadiene
Stabilità relativa di cis e trans 1,3-butadiene