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Sistema conjugado

Un sistema conjugado ocurre en un compuesto orgánico donde los átomos están unidos mediante enlace covalente con enlaces simples y múltiples alternados (por ejemplo, C=C-C=C-C) y con influencia mutua para producir una región llamada de deslocalización electrónica. En esta región, los electrones no pertenecen a un solo enlace o átomo, sino a un grupo. Por ejemplo, el fenol (C6H5OH) tiene un sistema de 6 electrones sobre y debajo del anillo plano, así como también del grupo hidroxilo.

Estructura química del fenol.

El sistema conjugado resulta en una deslocalización general de los electrones de valencia a través de todos los orbitales p alineados paralelamente, lo que incrementa la estabilidad y disminuye la energía global de la molécula.[1]

Trasfondo

 
La conjugación puede mantenerse por la presencia de diferentes tipos de grupos donantes de orbitales p. El furano es considerado un sistema conjugado por esta razón.

La conjugación existe en otras estructuras diferente a la de enlaces covalentes simples y dobles alternados. Mientras existan átomos contiguos en la cadena que posean un orbital p, el sistema puede ser considerado conjugado. Por ejemplo el furano, mostrado a la derecha, es un anillo de cinco miembros con dos dobles enlaces alternados y un átomo de oxígeno en la posición 1. El átomo de oxígeno tienes dos pares libres, uno de los cuales ocupa un orbital p en dicha posición, manteniendo la conjugación del anillo de cinco miembros. La presencia de un átomo de nitrógeno en el anillo, o de grupos en posiciones α del anillo tal como un grupo carbonilo (C=O), un grupo imina (C=N), un grupo vinilo (C=C), o un anión puede bastar como una fuente de orbitales p para mantener la conjugación.

Los sistemas conjugados tienen propiedades únicas que dan origen a colores fuertes. Muchos pigmentos hacen uso de sistemas conjugados de electrones, como la larga cadena conjugada del hidrocarburo beta-caroteno, que resulta en un fuerte color naranja (de las zanahorias y otros vegetales). Cuando un electrón en el sistema absorbe un fotón de luz de longitud de onda adecuada, puede ser promovido a un nivel de energía superior. (Ver partícula en una caja). La mayoría de estas transiciones electrónicas son de un electrón de orbital π a un orbital antienlazante π*, pero también pueden participar electrones no enlazantes (p a π*). Los sistemas conjugados de menos de ocho enlaces dobles suelen absorber sólo en la región ultravioleta y son incoloros al ojo humano. Con cada enlace doble agregado, el sistema absorbe fotones de longitudes de onda más largas (y menor energía), y el compuesto está en un rango de color entre amarillo y rojo. Los compuestos que son azules o verdes generalmente no deben su color sólo a sistemas conjugados de enlaces dobles.

Esta absorción de luz en el espectro ultravioleta a visible puede ser cuantificada usando espectroscopia ultravioleta-visible, y forma la base de todo el campo de la fotoquímica.

 
Estructura química del beta-caroteno. Los once enlaces dobles conjugados que forman el cromóforo de la molécula están resaltados en rojo.

Los sistemas conjugados forman la base de los cromóforos, que son partes de una molécula que absorben la luz, y pueden ser usadas para hacer que un compuesto sea coloreado. Tales cromóforos suelen estar presentes en varios compuestos orgánicos, y algunas veces presentes en polímeros, que están coloreados o brillan en la oscuridad. Esto suele deberse a sistemas de anillos conjugados con enlaces como C=O y N=N, además de los enlaces conjugados carbono-carbono.

 
Conformación nativa del ciclooctatetraeno. Los enlaces dobles adyacentes no son coplanares, así que no hay una conjugación fuerte entre ellos.

La conjugación en sistemas cíclicos resulta en la aromaticidad, una estabilidad inusual que se encuentra en muchos sistemas cíclicos conjugados, como el benceno y derivados, el furano y el pirrol.

Es importante notar que el simple hecho de poseer enlaces simples y múltiples alternados no es suficiente para que un sistema esté fuertemente conjugado. Algunos hidrocarburos cíclicos (como el ciclooctatetraeno) poseen enlaces simples y dobles alternados. Aunque la molécula pueda parecer planar si sólo se mira la estructura química, no lo es realmente, y adopta una conformación típìca de "bañera". Debido a que los orbitales p de la molécula no se alinean bien en esta molécula no plana, no se comparte fácilmente entre los átomos de carbono.

Ejemplos comunes

Véase también

Referencias

  1. March Jerry; (1985). Advanced Organic Chemistry reactions, mechanisms and structure (3rd ed.). New York: John Wiley & Sons, inc. ISBN 0-471-85472-7
  •   Datos: Q898370

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Un sistema conjugado ocurre en un compuesto organico donde los atomos estan unidos mediante enlace covalente con enlaces simples y multiples alternados por ejemplo C C C C C y con influencia mutua para producir una region llamada de deslocalizacion electronica En esta region los electrones no pertenecen a un solo enlace o atomo sino a un grupo Por ejemplo el fenol C6H5OH tiene un sistema de 6 electrones sobre y debajo del anillo plano asi como tambien del grupo hidroxilo Estructura quimica del fenol El sistema conjugado resulta en una deslocalizacion general de los electrones de valencia a traves de todos los orbitales p alineados paralelamente lo que incrementa la estabilidad y disminuye la energia global de la molecula 1 Indice 1 Trasfondo 2 Ejemplos comunes 3 Vease tambien 4 ReferenciasTrasfondo Editar La conjugacion puede mantenerse por la presencia de diferentes tipos de grupos donantes de orbitales p El furano es considerado un sistema conjugado por esta razon La conjugacion existe en otras estructuras diferente a la de enlaces covalentes simples y dobles alternados Mientras existan atomos contiguos en la cadena que posean un orbital p el sistema puede ser considerado conjugado Por ejemplo el furano mostrado a la derecha es un anillo de cinco miembros con dos dobles enlaces alternados y un atomo de oxigeno en la posicion 1 El atomo de oxigeno tienes dos pares libres uno de los cuales ocupa un orbital p en dicha posicion manteniendo la conjugacion del anillo de cinco miembros La presencia de un atomo de nitrogeno en el anillo o de grupos en posiciones a del anillo tal como un grupo carbonilo C O un grupo imina C N un grupo vinilo C C o un anion puede bastar como una fuente de orbitales p para mantener la conjugacion Los sistemas conjugados tienen propiedades unicas que dan origen a colores fuertes Muchos pigmentos hacen uso de sistemas conjugados de electrones como la larga cadena conjugada del hidrocarburo beta caroteno que resulta en un fuerte color naranja de las zanahorias y otros vegetales Cuando un electron en el sistema absorbe un foton de luz de longitud de onda adecuada puede ser promovido a un nivel de energia superior Ver particula en una caja La mayoria de estas transiciones electronicas son de un electron de orbital p a un orbital antienlazante p pero tambien pueden participar electrones no enlazantes p a p Los sistemas conjugados de menos de ocho enlaces dobles suelen absorber solo en la region ultravioleta y son incoloros al ojo humano Con cada enlace doble agregado el sistema absorbe fotones de longitudes de onda mas largas y menor energia y el compuesto esta en un rango de color entre amarillo y rojo Los compuestos que son azules o verdes generalmente no deben su color solo a sistemas conjugados de enlaces dobles Esta absorcion de luz en el espectro ultravioleta a visible puede ser cuantificada usando espectroscopia ultravioleta visible y forma la base de todo el campo de la fotoquimica Estructura quimica del beta caroteno Los once enlaces dobles conjugados que forman el cromoforo de la molecula estan resaltados en rojo Los sistemas conjugados forman la base de los cromoforos que son partes de una molecula que absorben la luz y pueden ser usadas para hacer que un compuesto sea coloreado Tales cromoforos suelen estar presentes en varios compuestos organicos y algunas veces presentes en polimeros que estan coloreados o brillan en la oscuridad Esto suele deberse a sistemas de anillos conjugados con enlaces como C O y N N ademas de los enlaces conjugados carbono carbono Conformacion nativa del ciclooctatetraeno Los enlaces dobles adyacentes no son coplanares asi que no hay una conjugacion fuerte entre ellos La conjugacion en sistemas ciclicos resulta en la aromaticidad una estabilidad inusual que se encuentra en muchos sistemas ciclicos conjugados como el benceno y derivados el furano y el pirrol Es importante notar que el simple hecho de poseer enlaces simples y multiples alternados no es suficiente para que un sistema este fuertemente conjugado Algunos hidrocarburos ciclicos como el ciclooctatetraeno poseen enlaces simples y dobles alternados Aunque la molecula pueda parecer planar si solo se mira la estructura quimica no lo es realmente y adopta una conformacion tipica de banera Debido a que los orbitales p de la molecula no se alinean bien en esta molecula no plana no se comparte facilmente entre los atomos de carbono Ejemplos comunes EditarVitamina D Vitamina A Vitamina B12 Hemoglobina Clorofila Caroteno BencenoVease tambien EditarResonancia Hiperconjugacion Conjugacion cruzadaReferencias Editar March Jerry 1985 Advanced Organic Chemistry reactions mechanisms and structure 3rd ed New York John Wiley amp Sons inc ISBN 0 471 85472 7 Datos Q898370Obtenido de https es wikipedia org w index php title Sistema conjugado amp oldid 122375791, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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