21.1: Preludio a Resonancia y Métodos Orbitales Moleculares

La teoría estructural de la química orgánica se originó y desarrolló a partir de los conceptos de valencia y el átomo de carbono tetraédrico. Recibió un poderoso ímpetu de la teoría electrónica de la vinculación, como se describe en el Capítulo 6. Ahora expresamos las estructuras de muchos compuestos orgánicos mediante simples diagramas de enlace que, cuando se traducen en modelos tridimensionales, son compatibles con la mayoría de las propiedades moleculares observadas. Sin embargo, hay muchas situaciones para las que la teoría de la estructura ordinaria es inadecuada. Un ejemplo es el benceno (Sección 1-1G), que no se comporta como se esperaría si se tratara de un polieno cíclico relacionado con alcatrienos, como\(\ce{CH_2=CH-CH=CH-CH=CH_2}\).

Hay muchas otras sustancias que no se comportan como se predice a partir de las propiedades de los compuestos más simples. Algunas sustancias son más estables, otras más reactivas, algunas más ácidas, otras más básicas, y así sucesivamente, de lo que hubiéramos anticipado. En este capítulo veremos las teorías que explican algunas de estas aparentes anomalías. Estas teorías se basarán en argumentos cuántico-mecánicos (Sección 1-5).

Existen dos enfoques populares para la formulación de las estructuras y propiedades de los compuestos orgánicos basados en la mecánica cuántica: resonancia y métodos molecular-orbitales. En el pasado, ha habido una gran controversia sobre cuál de estos métodos en realidad es más útil para fines cualitativos y, de hecho, los adherentes a uno u otro apenas podían soportar sugerencias de imperfecciones en su elección. En realidad, ninguno es inequívocamente mejor y uno debe conocer y usar ambos; de hecho, son más complementarios que competitivos.

Hemos utilizado los conceptos de los métodos de resonancia muchas veces en capítulos anteriores para explicar el comportamiento químico de los compuestos y describir las estructuras de compuestos que no pueden ser representados satisfactoriamente por una estructura de enlace de valencia simple (por ejemplo, benceno, Sección 6-5). Supondremos, por tanto, que está familiarizado con las ideas cualitativas de la teoría de la resonancia, y que es consciente de que los llamados métodos de resonancia y de vínculo de valencia son en realidad sinónimos. El tratamiento adicional que se da aquí enfatiza más directamente la naturaleza cuántico-mecánica de la teoría de la unión de la válvula. La base de la teoría molecular-orbital también se describe y compara con la teoría de valencia-enlace. Primero, sin embargo, discutiremos las características generales de los enlaces covalentes simples que esperaríamos que explicara cualquiera de las dos teorías.

Colaboradores y Atribuciones

• John D. Robert and Marjorie C. Caserio (1977) Basic Principles of Organic Chemistry, second edition. W. A. Benjamin, Inc. , Menlo Park, CA. ISBN 0-8053-8329-8. This content is copyrighted under the following conditions, "You are granted permission for individual, educational, research and non-commercial reproduction, distribution, display and performance of this work in any format."