Química Orgánica Básica Tema 6: Hidrocarburos aromáticos y Heterociclos
1. Hidrocarburos Aromáticos 1.1. Estructura: Los compuestos aromáticos son un grupo de sustancias que, en principio, se caracterizan por poseer un comportamiento químico característico y una baja relación C/H (CnHn), comparada con el resto de los hidrocarburos. El compuesto más representativo es el benceno de FM es C6H6, cuya estructura consiste en un anillo formado por seis átomos de carbono que contienen un sistema de tres dobles enlaces conjugados. Los átomos de carbono poseen hibridación sp2, enlazados entre sí mediante enlaces σ, Csp2-sp2. Cada uno de ellos, se enlazan a su vez con un átomo de hidrógeno mediante un enlace σ, Csp2-H1s. Todos los enlaces C-C tienen la misma longitud y todos los ángulos de enlace son de 120º. Como los átomos de carbono presentan hibridación sp2, cada átomo de carbono tiene un orbital p perpendicular al plano del anillo que se solapa con los orbitales p de los carbonos contiguos para formar una nube de electrones π que se deslocaliza a lo largo del sistema conjugado (resonancia), por encima y por debajo del plano molecular. Se muestra a continuación la representación del híbrido de resonancia del benceno con las teorías TOM y TEV, como un hexágono regular con un círculo que evoca el solapamiento cíclico de los seis orbitales 2p. Representación de la densidad electrónica π del híbrido de resonancia del benceno H
H
H
H
H
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Otra característica de los compuestos aromáticos es la gran estabilidad del sistema de dobles enlaces conjugados cíclicos. La energía de resonancia en estos casos es de tal magnitud que se la denomina aromaticidad para diferenciarla de la energía de resonancia de los sistemas conjugados acíclicos. La estabilidad del benceno se puede explicar por la deslocalización de la densidad electrónica (resonancia) asociada a los orbitales p, como se muestra en la figura siguiente. El benceno es en realidad el híbrido de resonancia de las formas canónicas representadas. Esto explica que las longitudes de enlace C-C en el benceno (por ejemplo C1-C2) sean un promedio entre un enlace simple y uno doble, resultando ser más cortas que las de los enlaces simples, pero más largas que las de los dobles enlaces. Diferentes representaciones del benceno 1
1 2
2
Representación de la resonancia
Híbrido de resonancia
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