calculo de idh

Author: alberto

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  • 8/18/2019 Calculo de IDH

    1/26

    1.3.3 Grado de insaturación de compuestos

    orgánicos:Compuesto Orgánico saturado fórmula: 

    Tipos de insaturaciones:

    Un Doble enlace C=C (1 insaturación)Un Triple enlace C≡C (2 insaturaciones) Un Ciclo (1 insaturación)

    CnH2n+2 

    CnH2n 

    CnH2n-2

    CnH2n-4 

    Compuesto monoinsaturado:

    Compuesto diinsaturado: 

    Compuesto triinsaturado: 

    UNIDAD 1 (P.XIV)

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    ¿Cómo calculo el número de insaturaciones?

    C6H8

    # Insaturaciones = {H (teóricos saturado) – H (tenemos)} / 2

    H (teóricos saturado) = 2n + 2# Insaturaciones = ((6*2+2) – 8) / 2

    # Insaturaciones = 3

    ¿Qué estructuras posibles tengo para el anterior compuesto?

    ¿Alguna otra estructura?

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    Cuando los compuestos orgánicos tienen Heteroátomos:

    Si el compuesto orgánico tiene halógeno , como el mismo

    sustituye un hidrógeno de la cadena carbonada se suma lacant idad como fuera un hidrógeno  más :

    a.C4H6Cl2  ¿Cuántas Insaturaciones?

    b.C8H4Cl2Br 2 ¿Cuántas Insaturaciones? ¿Posible estructuras? 

    a. Insaturaciones = ((4*2+2) – (6 H + 2 Cl))/2 = 1

    b. Insaturaciones = ((8*2+2) – (4 H + 2 Cl+ 2Br))/2 = 5

    ¿Posibles estructuras? 

    ¿Posibles estructuras? 

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    Si el compuesto orgánico tiene oxígeno , como alcohol mismo

    sustituye un hidrógeno con –OH pero da también un hidrógeno,por lo cual no afecta el calculo :

    a.C5H8O  ¿Cuántas Insaturaciones? ¿Posibles estructuras?

    b.C7H6O2 ¿Cuántas Insaturaciones? ¿Posible estructuras? 

    a. Insaturaciones = ((5*2+2) – (8 H)/2 = 2

    b. Insaturaciones = ((7*2+2) – (6 H)/2 = 5

    ¿Posibles estructuras?

    ¿Posibles estructuras?

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    Si el compuesto orgánico tiene nitrógeno , como amino mismo

    sustituye un hidrógeno con –NH2 pero da un hidrógeno de másde lo que sustituye, por lo cual hay que restar el número de

    ni t rógenos a los h idrógenos :C5H11N  ¿Cuántas Insaturaciones? ¿Posibles estructuras?

    C9H10N2 ¿Cuántas Insaturaciones? ¿Posible estructuras? 

    a. Insaturaciones = ((5*2+2) – (11 H - 1 N)/2 = 1

    b. Insaturaciones = ((9*2+2) – (10 H – 2N)/2 = 6

    ¿Posibles estructuras?

    ¿Posibles estructuras?

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    Índice de deficiencia de hidrógeno (IDH)

    Es el número de hidrogeno molecular   que se necesitapara saturar totalmente un mol de un compuesto insaturado

    (dobles enlaces)Según la siguientes reacciones generales:

    CH2

      CH2

      CH2

      CH2

    H   H

    HH

    H

    H

    +H21 IDH1

    2 H2

      +2 IDH

     

    Calculo de IDH:

    IDH = (# Carbonos) - (# H/2) - (# X / 2) + (N / 2 ) + 1Donde X = halógenos.Note que los átomos divalentes (oxígeno y azufre) noestán contenidos en la fórmula.

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    Para el siguiente compuesto C7H7NO tendría un IDH:IDH = 7 - 7/2 + 1/2 +1 = 5

    Analizando la formula anterior C7H7NO es 5 que

    posibles estructuras podrían ser:

    NH2

    O

    HO

    NH2

    C7H

    7NO

    ¿Alguna otras más?

    Comparando C6H6 ,C6H12 y C6H14 

    ¿Cuáles serían los resultados?

    IDH (C6H6) = 6 - 6/2 + 1 = 4IDH (C6H12) = 6 - 12/2 + 1 = 1

    IDH (C6H14) = 6 - 14/2 + 1 = 0

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    C6H

    6  C

    6H

    12  C

    6H

    14

    Posibles de anteriores fórmulas moleculares: estructuras

    ¿Alguna estructura más?

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    1.3.4 Efecto resonanc ia:

    Es un movimiento de electrones en un compuesto orgánico,

    que se da cuando existen insaturaciones conjugadas(dobles o triples enlaces, que se separan por un simpleenlace), la conjugación provoca que los orbitales “p” esténconectados.

    O

    N

    NH

    Insaturaciones conjugadas

    (Si se da resonancia)

    O

    N

    Insaturaciones no conjugadas

    (No se da resonancia)

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    Enlaces “π” conjugados implica que están traslapados los

    orbitales “p”, en este traslape se presenta el movimiento de

    electrones.

    ¿Cómo se realiza la resonancia ó el movimiento de loselectrones en dobles enlaces conjugados?

    C   C   C   C   C   C

    C C   C   C   C   C

    sp2 sp2 sp2 sp2sp3

    sp3

    :   :

    1,4-hexadieno

    C   C   C   C   C   C

    C C   C   C   C   C

    :

    :

    sp2 sp2   sp2 sp2 sp3 sp3

    1,3-hexadieno

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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     A continuación se detalla como se mueven los electrones en

    el 1,3-hexadieno

    ¿Cuántas estructuras de resonancia tenemos?

    C   C   C   C   C   C

    C C   C   C   C   C

    C   C   C   C   C   C

    C C   C   C   C   C

    C   C   C   C   C   C

    C C   C   C   C   C

    C   C   C   C   C   C

    C C   C   C   C   C

    C   C   C   C   C   C

    C C   C   C   C   C

    :

    :

    :

    :

    :

    :-

    -   +

    +

    ..-+:-  +

    :

    :

    -

    +

    :-  +

    Original

    :

    :-

    +

    ..-

    +

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    A más estructuras de resonancia aumenta la estabilidad,debido a que hay más átomos que comparten la carga

    ¿Cuál es el efecto de la resonancia?

    Aumenta la estabilidad del compuesto pues más átomoscomparten la carga, y esto lo hace menos reactivo,comparado con un compuesto que no posea resonancia.

    Tenemos cuatro estructuras de resonancia sin contar laoriginal ó cinco contando la original

    ¿Hay alguna estructura más estable ?

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    CH2

    CH C N:Acrilonitrilo

    Hay diferencia en la resonancia si entre lasinsaturaciones conjugadas existen heteroátomos comoserian el nitrógeno y oxígeno, pues SI debido a su

    electronegatividad mayor al carbono ellos atraerían a loselectrones hacia si.

     Y pueden presentarse estructuras de resonancia másestables como se mostrarán a continuación:

     ¿Tendrá resonanc ia?

    Si debido a que tiene las insaturaciones conjugadas

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    H2C CH C N

    CH2

    CH C N CH2

    CH C NH2C CH C N

    H2C CH C N

     

    ::

    ..+ -

    :

    ..+ -1 2 3

    Estructuras de resonancia

    :.. +-

    :.. +-

    54

    ¿Cuáles serán sus estructuras de resonancia?

    Las estructuras de resonancia es cada posiblerepresentación del movimiento de los electrones que sepueden mover para un extremo o el otro de lasinsaturaciones conjugadas, en esta caso hay cinco conel compuesto original.

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    ¿Habrá alguna estructura de resonancia más es tab le  en lasanteriores?

    H2C CH C N

    ..+ -

    Porque en este caso el nitrógeno el más electronegativotiene la carga negativa y además las cargas están lo másseparado posible

    ¿Habrá alguna estructura de resonancia más inestable?

    H2C CH C N:

    .. +-

    Porque en este caso el nitrógeno tiene una carga positivay siendo el más electronegativo que el carbono la puedesoportar menos.

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    ¿Y qué pasaría si en lugar de nitrógeno fuera oxigeno?¿Podrá soportar más o menos la carga positiva?

    Además podemos presentar un resumen por donde se

    mueven los electrones que se denomina híbrido deresonancia que para el anterior compuesto sería:

    H2C CH

    2C N:

    Hibrido de resonancia

    Las líneas punteadas nos muestran por donde se muevenlos electrones, o sea que los mismos están deslocalizados.

    A continuación podemos distinguir dos tipos de efectosde resonancia que puede ser atractor ó donador (dador) ócomo vimos en el inductivo positivo o negativo, como semuestra a continuación:

    16Unidad 3 (P.2 Q.O.I 1S 2010)Lic. Walter de la Roca

    Grupo atractor de electrones

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    GOrbital Vacio

    (deficiente enelectrones, atrae

    a los mismos)

    Grupo atractor de electrones

    Pasa su deficienca a

    la cadena carbonada

    que tiene el sistema

    conjugado haciendo

    pobre en electrones

    G

    :

    Grupo donador de electrones

    Orbital Lleno

    (rico en electrones,

    da e- los mismos )

    Pasa sus electrones a la cadena

    carbonada haciendolo más rico

    en electrones.

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    18

    Los grupos atractores serán deficientes en electrones,tendrán por lo general carga positiva y los gruposdonadores serán ricos en electrones ó con carga negativa.

    Lic. Walter de la Roca

    O O HN H

    H

    X

    Dadores de electrones:

    ..

    ..: -

    Alcóxido

    ..

    ..

    Hidróxilo

    ..

    Amino

    ..:..

    Halógeno

    NO

    O

    S

    O

    O

    OH C H

    O:

    ..

    .. -+....

    Nitro

    Atractores de electrones:

    ..

    ..

    : :

    : :Sulfonato

    ::

    (ó -R)

    Carbonilo

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    Un concepto impo rtante de la resonancia es que estabi l iza

    el sistema, debido a que en todos los casos la carga

    posit iva o negativa se comparte ent re más átomos, lo que

    causa una estabil ización extra, y esto implica que el

    s is tema en general es más estable, y además puedereaccionar en forma diferente a los sistemas no

    conjugados.

    Efecto resonante atractor del grupo O=N- en resonancia con

    alqueno

    O N C C O N C C O N C C

    O N C C

    :

    :

    O N C C

    :

    :

    O N C C

    :

    :

    -+

    -

    +

    ......

    ......:- +

    ......:-

    +

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    Conclusiones del efecto de resonancia:

    1. La resonancia es un movimiento de electrones2. La resonancia se presenta cuando existen dobles

    enlaces conjugados.3. La resonancia da a la molécula mayor estabilidad

    debido a que la carga la comparten más átomos.

    4. Entre más estructuras de resonancia posea uncompuesto más estable será.

    5. La resonancia baja la reactividad de los compuestos.6. Pueden existir estructuras de resonancia con mayor

    estabilidad debido a la presencia de heteroátomos.7. La distancia no afecta como en el caso del efectoinductivo.

    8. Tiene una mayor influencia que el efecto inductivo.

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    Lic. Walter de la Roca

    1.3.5 Estabi l idad de Alqueno s:

    Mientras más sustituido este el alqueno, más estable es laregla llamada :Zaitsev

    21

    Analicemos la regla de Zaitsev

    CH2

    CH CH2CH

    3CH

    3CH

    2CH

    2CH

    3+ H2

    Pt

    1-buteno

     H°= -30.3 Kcal/mol

    (monosustituido)

    C C

    H

    H

    CH3

    CH3

    CH3

    CH2

    CH2CH

    3+ H2Pt

    t rans  -2-buteno

    (E)-2-buteno

     H°= -27.6 Kcal/mol

    (disustituido)

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    Lic. Walter de la Roca

    ¿Cuál em it ió más energía?  

    El 1-bu teno

     ¿Es el más es tab le o menos es tab le comparado con el(E)-2-buteno?

    Es menos estable.

    22

     ¿Cuál es la d iferenc ia de estab il idades?

    La d iferenc ia en la energías de h id ro genac ión (-30.3-(-27.6)) = 2.7 Kcal/mo l

     ¿Quépodemos conc lu ir de los dos alquenos?

    Que el 1-bu teno es 2.7 Kcal/mo l más inestab le que el

    (E)-2-buteno

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

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    Lic. Walter de la Roca

    Ó que el (E)-2-bu teno es 2.7 Kcal/mo l más estable que el

    1-buteno.

    En el siguiente diagrama ¿Qué letra le correspondería a cada al 1-

    buteno y al (E)-2-buteno en el siguiente diagrama:

    23

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

    24/26

    Lic. Walter de la Roca

    A sería el 1-bu ten o y B sería el (E)-2-buteno

    Tabla de estabi l idades de alquenos :

    24

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

    25/26

    Lic. Walter de la Roca 25

  • 8/18/2019 Calculo de IDH

    26/26

    ¿Qué aprendimos en la presentación?

    1. Insaturaciones en compuestos orgánicos2.Tipos de insaturaciones3.Influencia de heteroátomos en las fórmulas

    moleculares de compuestos orgánicos

    4.Índice de deficiencia de hidrógenos (IDH)5.Resonancia fundamentos y reglas6.Estabilidad de dobles enlaces, Regla de Zaitsev7.Comparación de energías de combustión de

    dobles enlaces sustituidos.