Dobre enlace
Un dobre enlace ou enlace dobre en química é un enlace químico entre dous elementos químicos no que están implicados catro electróns de enlace en lugar dos habituais dous. O dobre enlace máis común é o que se establece entre dous átomos de carbono, tal como o dos alquenos. Hai moitos tipos de dobre enlace entre dous átomos diferentes, por exemplo no grupo carbonilo entre un átomo de carbono e outro de oxíxeno. Outros dobres enlaces comúns encóntranse en compostos azo (N=N), iminas (C=N) e sulfóxidos (S=O). Nas fórmulas esqueléticas dos compostos o dobre enlace debúxase como dúas liñas paralelas (=) entre os dous átomos conectados; tipograficamente úsase o signo igual.[1][2]
Os dobres enlaces son máis fortes que os enlaces covalentes simples e os dobres enlaces son máis curtos (de menor lonxitude) e ríxidos (en canto a capacidade de rotar dos átomos implicados). A orde de enlace é dous. Os dobres enlaces son tamén ricos en electróns, o que os fai reactivos.
No metabolismo hai encimas especializados en formar ou eliminar dobres enlaces chamados liases.
Os dobres enlaces poden orixinar isomerías como a ceto-enol (pola posición do dobre enlace) ou a cis-trans (polas posicións dos substituíntes unidos aos carbonos ligados por dobre enlace). Poden orixinar tamén resonancia, como no enlace peptídico.
 |
 |
 |
| etileno | acetona | dimetil sulfóxido |
| Compostos químicos comúns con dobres enlaces |
Enlace
editarO tipo de enlace pode explicarse en termos de hibridación de orbitais. No etileno cada átomo de carbono ten tres orbitais sp2 e un orbital p. Os tres orbitais sp2 dispóñense nun plano formando ángulos de 120°. O orbital p é perpendicular a ese plano. Cando se aproximan os átomos de carbono, solápanse dous dos orbitais sp2 para formar un enlace sigma. Ao mesmo tempo, aproxímanse os dous orbitais p (no mesmo plano) e xuntos forman un enlace pi. Para ter un solapamento máximo, os orbitais p teñen que permanecer paralelos, e, por tanto, a rotación arredor do enlace central non é posible. Esta propiedade dá lugar a isomería cis-trans. Os dobres enlaces son de menor lonxitude que os simples porque o solapamento dos orbitais p está maximizado.
| Dous orbitais sp2 (dun total de 3) achéganse para formar un enlace sigma sp2-sp2. | Dous orbitais p solápanse para formar un enlace pi nun plano paralelo ao plano sigma. |
A lonxitude de enlace do enlace C=C é de 133 pm (picómetro), polo que é máis curta que a lonxitude do enlace C−C no etano, que é de 154 pm. O dobre enlace é tamén máis forte, 636 (KJ/mol) fronte 368 kJ/mol, pero non é o dobre, xa que o enlace pi é máis feble que o enlace sigma debido a un solapamento pi menos efectivo.
Nunha representación alternativa, o dobre enlace orixínase a partir de dous orbitais sp3 solapados como nun enlace flexionado ou banana.[3]
Tipos de dobres enlaces entre átomos
editar| C | O | N | S | |
|---|---|---|---|---|
| C | alqueno | grupo carbonilo | imina | tiocetona, tial |
| O | dioxíxeno | composto nitroso | sulfóxido, sulfona, ácido sulfínico, ácido sulfónico | |
| N | composto azo | |||
| S | dixofre |
Variacións
editarNas moléculas con dobres enlaces alternados con enlaces simples, pode existir solapamento de orbitais p en múltiples átomos dunha cadea, dando lugar a un sistema conxugado (enlaces conxugados). A conxugación pode encontrarse en dienos e enonas. En moléculas cíclicas, a conxugación pode orixinar aromaticidade. Os cumulenos teñen dous dobres enlaces adxacentes.
Os dobres enlaces son comúns nos elementos do período 2 da táboa periódica carbono, nitróxeno, e oxíxeno, e menos comúns en elementos de períodos superiores. Os metais tamén poden establecer múltiples enlaces nun enlace múltiple metal-ligando.
Cis e trans
editar- Artigo principal: Isomería cis-trans.
A posición dos grupos químicos substituíntes unidos a carbonos enlazados por dobres enlaces en compostos orgánicos determina que estes substituíntes con respecto ao dobre enlace poidan estar en disposición cis ou trans. Cando os grupos químicos substituíntes están ambos ao mesmo lado do dobre enlace, a disposición é cis, como se ve cos átomos de cloro no cis-1,2-dicloroeteno da figura. Se están a distinto lado, é trans, como se ve nos átomos de cloro no trans-1,2-dicloroeteno da figura. Na terceira figura móstranse dobres enlaces cis e trans en cadeas hidrocarbonadas como as dos ácidos graxos.
| cis-1,2-dicloroeteno | trans-1,2-dicloroeteno | Dobres enlaces cis e trans en cadeas hidrocarbonadas como as dos ácidos graxos |
Notas
editar- ↑ March, Jerry (1985), Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (3rd ed.), New York: Wiley, ISBN 0-471-85472-7.
- ↑ Organic Chemistry 2nd Ed. John McMurry.
- ↑ Advanced Organic Chemistry Carey, Francis A., Sundberg, Richard J. 5th ed. 2007.
- Pyykkö, Pekka; Riedel, Sebastian; Patzschke, Michael (2005). "Triple-Bond Covalent Radii". Chemistry - A European Journal 11 (12): 3511–20. PMID 15832398. doi:10.1002/chem.200401299.