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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS
QUÍMICA ORGÁNICA 3
Nombre: Walter Andrés Bermúdez
Curso: P1 Alimentos
ACIDEZ DE LOS ACIDOS CARBOXILICOS
1.- Estructura y Enlace.
Las características estructurales del grupo carboxilo se observan mejor en el ácido
fórmico. Este ácido es plano y uno de sus enlaces carbono-oxígeno es más corto
que el otro; los ángulos de enlace en el carbono son, aproximadamente, de 120º.
Esto sugiere una hibridación sp2 en el carbono, y un enlace doble carbonooxígeno δ + π análogo al de los aldehídos y las cetonas.
Además, la hibridación sp2 del oxígeno del hidroxilo permite que uno de sus pares
electrónicos no compartidos se deslocalice por traslape del orbital con el sistema π
del grupo carbonilo. En términos de resonancia, esta deslocalización de electrones
se representa como sigue:
La donación del par de electrones del oxígeno del hidroxilo hace que el grupo
carbonilo sea menos electrófilo que el de un aldehído o una cetona. A pesar de
que la distancia del enlace oxigeno-hidrogeno es pequeña comparada con el
enlace carbonilo-hidrogeno el protón prácticamente se encuentra libre debido a la
lejanía del Oxigeno del carbono carbonilo cuyos electrones no alcanzan a
traslapar a este protón cosa que no pasa con el hidrogeno unido directamente al
carbonilo ya que este si se encuentra traslapado por los electrones libres del
oxigeno.
2.- Electronegatividad
Puesto que el átomo de oxígeno es más electronegativo que el átomo de carbono,
cada enlace carbono-oxígeno en el grupo carboxilo es polar de igual manera el
enlace oxigeno-hidrogeno.
El átomo de hidrógeno está unido a un átomo de oxígeno en el grupo -OH, el
grupo carboxilo se puede unir por medio del hidrógeno a otras moléculas de ácido
o a moléculas de agua en solución.
3.- Tamaño
La magnitud del efecto de los sustituyentes depende de la distancia al grupo
carbonilo. Los sustituyentes en los átomos de carbono alfa son los mas efectivos
para incrementar la fuerza de los ácidos. Cuanto mas distantes estén los
sustituyentes los efectos de la acidez disminuirán, porque los efectos inductivos
decrecen al aumentar la distancia.
El tamaño de un acido Carboxílico no afecta en gran proporción en su acidez ya
que podemos tener acido con cadena carbonada muy pequeña como el acido
acético CH3-COOH con un Ka de 1,8 X 10-5 y uno de cadena carbonada grande
como el C6H5-COOH con un Ka de 6,5 X 10-5 sin embargo influye en gran
medida en la solubilidad del compuesto en solventes polares.
A medida que aumenta la cadena carbonada en el ácido carboxílico su solubilidad
disminuye.
4.- Hibridación.El ión carboxilato se lo puede visualizar como un híbrido de resonancia o como un
sistema conjugado de 3 orbitales p que contienen 4 electrones. El átomo de
carbono y los 2 átomos de oxígeno tienen híbridacion sp2 y cada uno de ellos
tienen un orbital p sin hibridar. El solapamiento de estos tres orbitales p da lugar a
un orbital π de tres centros. Hay la mitad de enlace π entre el átomo de carbono y
cada unos de los átomos de oxígeno.
5.- Efecto Inductivo.El grupo carbonilo del ion acetato es un grupo que retira electrones, y al atraer los
electrones del oxígeno, negativamente cargado, se estabiliza el ion acetato. Es un
efecto inductivo que se debe a la polarización de la distribución electrónica en el
enlace δ entre el carbono carbonílico y el oxígeno con carga negativa.
Un sustituyente que estabilice al ión carboxilato cargado negativamente hace que
se incremente la disociación, lo que da lugar a un ácido más fuerte. Los átomos
electronegativos incrementan la fuerza de un ácido de la forma mencionada
anteriormente. Este efecto inductivo puede ser bastante grande si hay varios
grupos sustractores de electrones en el átomo de carbono α. Por ejemplo el ácido
cloroacético:
Los ácidos benzoicos sustituidos muestran tendencias similares respecto a la
acidez; es decir, los grupos sustractores de electrones incrementan la fuerza de
los ácidos y los grupos donantes de electrones la disminuyen. Estos efectos son
más fuertes en el caso de sustituyentes en posición orto y para.
6.- Efecto de resonancia.
La deslocalización electrónica, expresada por la resonancia entre las estructuras
de Lewis, hace que la carga negativa del ion acetato se comparta por igual entre
ambos oxígenos. Una deslocalización electrónica de este tipo no es posible en el
ion etóxido.
BIBLIOGRAFIA:
Wade L.G. Química Orgánica Ed. Prentice Hall Hispano americana S. A. 5ª
edición, México, 1993. Págs. 905-908.
Carey Francis A. Química Orgánica Ed. Mc Graw Hill 6ta edición. Pags. 808-810
http://docencia.izt.uam.mx/cuhp/QuimOrgIII/M_1Acidos.pdf