El triple enlace entre los carbonos es formado por
dos orbitales sp y cuatro orbitales p. Los enlaces hacia el resto de la
molécula se realizan a través de los orbitales sp restantes. La
distancia entre los dos atomos de carbono es de típicamente de
120 pm. La geometría de los carbonos del triple enlace y sus sustituyentes
es lineal.Los alquinos decolorean una solución acida de
permanganato de potasio y el agua de bromo. Si se trata de alquinos terminales
(con el triple enlace a uno de los carbonos finales de la molécula)
forman sales con soluciones amoniacales de plata o de cobre. (Estas sales son
explosivas)La mayor parte de los alquinos se fabrica en forma de acetileno. A
su vez, una buena parte del acetileno se utiliza como combustible en la
soldadura a gas debido a las elevadas temperaturas alcanzadas.Propiedades
físicas
La presencia del doble enlace modifica ligeramente las propiedades
físicas de los alquenos frente a los alcanos. De ellas, la temperatura
de ebullición es la que menos se modifica. La presencia del doble enlace
se nota mas en aspectos como la polaridad y la acidez.
Polaridad
Dependiendo de la estructura, puede aparecer un momento dipolar débil.El
enlace alquilo-alquenilo esta polarizado en la dirección del
atomo con orbitalsp2, ya que la componente s de un orbital sp2 es mayor
que en un sp3 (esto podría interpretarse como la proporción de s
a p en la molécula, siendo 1:2 en sp2 y 1:3 en sp3, aunque dicha idea es
simplemente intuitiva). Esto es debido a que los electrones situados en
orbitales híbridos con mayor componente s estan mas
ligados al núcleo que los p, por tanto el orbital sp2 es ligeramente
atrayente de electrones y aparece una polarización neta hacia él.
Una vez que tenemos polaridad en el enlace neta, la geometría de la
molécula debe permitir que aparezca un momento dipolar neto en la molécula,
como se aprecia en la figura inferior.
Acidez
El carbono alquenílico tiene mayor acidez frente a los alcanos, debido
también a la polaridad del enlace. Así, el etano (alcano) tiene
un pKa de 50 (ó un Ka de 10-50) frente al pKa = 44 del eteno. Este hecho
se explica facilmente considerando que, al desprenderse un
electrón de la molécula, queda una carga negativa remanente que
en el caso del eteno se deslocaliza mas facilmente en el enlace
π y σ que en el enlace σ simple que existe en un alcano. De
todas formas, su acidez es menor que la de los alcoholes o los acidos
carboxílicos.
Reacciones
Los alquenos son mas reactivos que los alcanos. Sus
reaccionescaracterísticas son las de adición de otras
moléculas, como haluros de hidrógeno, hidrógeno y
halógenos. También sufren reacciones de polimerización,
muy importantes industrialmente.
1. Hidrohalogenación: se refiere a la reacción con haluros de
hidrógeno formando alcanos halogenados del modo CH3CH2=CH2 + HX →
CH3CHXCH3. Por ejemplo, halogenación con el acido HBr:
Alquino
Los alquinos son hidrocarburos alifaticos con al menos un triple enlace
entre dos atomos de carbono. Se trata de compuestos metaestables debido
a la alta energía del triple enlace carbono-carbono. Su fórmula
general es CnH2n-2
Nomenclatura
Para que den nombre a los hidrocarburos del tipo alquino se siguen ciertas
reglas similares a las de los alquenos.
1. Se toma como cadena principal la cadena continua mas larga que
contenga el o los triples enlaces.
2. La cadena se numera de forma que los atomos del carbono del triple enlace
tengan los números mas bajos posibles.
3. Dicha cadena principal se nombra con la terminación -ino,
especificando el número de atomos de carbono de dicha cadena con
un prefijo (et- dos, prop- tres, but- cuatro; pent-; hex-; etc). Ej.: propino,
CH3-C CH.
4. En caso necesario, la posición del triple enlace se indica mediante
el menor número que lecorresponde a uno de los atomos de carbono
del enlace triple. Dicho número se sitúa antes de la
terminación -ino. Ej.: CH3-CH2-CH2-CH2-C C-CH3, hept-2-ino.
5. Si hay varios triples enlaces, se indica con los prefijos di, tri, tetra
Ej.: octa-1,3,5,7-tetraino, HC C-C C-C C-C CH.
6. Si existen dobles y triples enlaces, se da el número mas bajo
al doble enlace. Ej.: pent-2-en-4-ino, CH3-CH=CH-C CH
7. Los sustituyentes tales como atomos de halógeno o grupos
alquilo se indican mediante su nombre y un número, de la misma forma que
para el caso de los alcanos. Ej.: 3-cloropropino, HC C-CH2Cl;
2,5-dimetilhex-3-ino, CH3-C(CH3)-C C-C(CH3)-CH3.
NOMENCLATURA DE ALQUINOS
CH CH etino(acetileno) CH3–C CH propino
CH3–CH2–C CH 1-butino CH3-C C-CH3 2-butino
CH C- etinilo CH C-CH2– 2-propinilo
CH3–C C- 1-propinino CH3–CH2–CH2–C CH 1-pentino
Propiedades físicas
Son insolubles en agua, pero bastante solubles en disolventes organicos
usuales y de baja polaridad: ligroína, éter, benceno,
tetracloruro de carbono. Son menos densos que el agua y sus puntos de
ebullición muestran el aumento usual con el incremento del número
de carbonos y el efecto habitual de ramificación de las cadenas. Los
puntos de ebullición son casi los mismos quepara los alcanos o alquenos
con el mismo esqueleto carbonado.
Los tres primeros términos son gases; los demas son
líquidos o sólidos. A medida que aumenta el peso molecular
aumentan la densidad, el punto de fusión y el punto de
ebullición.
Los acetilenos son compuestos de baja polaridad, por lo cual sus propiedades
físicas son muy semejantes a la de los alquenos y alcanos.
Propiedades químicas
Los alquinos pueden ser hidrogenados por dar los cis-alquenos correspondientes
con hidrógeno en presencia de un catalizador de paladio sobre sulfato de
bario o sobre carbonato calcico parcialmente envenenado con óxido
de plomo. Si se utiliza paladio sobre carbón activo el producto obtenido
suele ser el alcano correspondiente.
HC≡CH + H2 → CH2=CH2 + H2 → CH3-CH3
Aunque la densidad de electrones y con esto de carga negativa en el triple
enlace es elevada pueden ser atacados por nucleófilos. La razón
se encuentra en la relativa estabilidad del anión de vinilo formado.
Frente a bases fuertes como el sodio en disolución amoniacal, el
bromomagnesiano de etilo etc. reaccionan como acidos débiles. Ya
con el agua sus sales se hidrolizan para dar de nuevo el alquino libre.
Así como los alquenos, los alquinos participan en halogenación e
hidrohalogenaciónAplicaciones
La mayor parte de los alquinos se fabrica en forma de acetileno. A su vez, una
buena parte del acetileno se utiliza como combustible en la soldadura a gas
debido a las elevadas temperaturas alcanzadas.
En la industria química los alquinos son importantes productos de
partida por ejemplo en la síntesis del PVC (adición de HCl) de
caucho artificial etc.
El grupo alquino esta presente en algunos farmacos
citostaticos.
Los polímeros generados a partir de los alquinos, los polialquinos, son
semiconductores organicos y pueden ser dotados parecido al silicio
aunque se trata de materiales flexibles.
Analítica
Los alquinos decolorean una solución acida de permanganato de
potasio y el agua de bromo. Si se trata de alquinos terminales (con el triple
enlace a uno de los carbonos finales de la molécula) forman sales con
soluciones amoniacales de plata o de cobre. (Estas sales son explosivas)
Estructura electrónica
El triple enlace entre los carbonos es formado por dos orbitales sp y cuatro
orbitales p. Los enlaces hacia el resto de la molécula se realizan a
través de los orbitales sp restantes. La distancia entre los dos
atomos de carbono es de típicamente de 120 pm. La
geometría de los carbonos del triple enlace y sus sustituyentes es lineal.
