Heterólisis (química) - Heterolysis (chemistry)
En química , la heterolisis o fisión heterolítica (del griego ἕτερος, heteros, "diferente" y λύσις, lusis, "aflojamiento") es el proceso de escisión / ruptura de un enlace covalente en el que una especie unida previamente toma los dos electrones de enlace originales de la otra. especies. Durante la escisión del enlace heterolítico de una molécula neutra, se generarán un catión y un anión . Más comúnmente, el átomo más electronegativo mantiene el par de electrones volviéndose aniónico mientras que el átomo más electropositivo se vuelve catiónico.
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La fisión heterolítica casi siempre ocurre con enlaces simples ; el proceso suele producir dos especies de fragmentos.
La energía requerida para romper el enlace se denomina energía de disociación del enlace heterolítico , que no es equivalente a la energía de disociación del enlace homolítico que se usa comúnmente para representar el valor energético de un enlace. Pero aún tienen similitudes porque ambos involucran la ruptura del vínculo.
Un ejemplo de las diferencias en las energías es la energía necesaria para romper un enlace hidrógeno-hidrógeno.
Δ H = 104 kcal / mol Δ H = 66 kcal / mol (en agua)
Historia
El descubrimiento y la categorización de la fisión del enlace heterolítico dependía claramente del descubrimiento y la categorización del enlace químico.
En 1916, el químico Gilbert N. Lewis desarrolló el concepto del enlace de par de electrones, en el que dos átomos pueden compartir de uno a seis electrones, formando así el enlace de un solo electrón, un enlace sencillo, un enlace doble o un enlace triple . Este se convirtió en el modelo de un enlace covalente.
En 1932, Linus Pauling propuso por primera vez el concepto de electronegatividad , que también introdujo la idea de que los electrones en un enlace covalente pueden no compartirse de manera uniforme entre los átomos enlazados.
Sin embargo, los iones habían sido estudiados antes de los enlaces principalmente por Svante Arrhenius en su disertación de 1884. Arrhenius fue pionero en el desarrollo de la teoría iónica y propuso definiciones de ácidos como moléculas que producen iones de hidrógeno y bases como moléculas que producen iones de hidróxido .
Efectos de solvatación
La velocidad de reacción de muchas reacciones que implican heterólisis unimolecular depende en gran medida de la velocidad de ionización del enlace covalente. El paso de reacción limitante es generalmente la formación de pares de iones. Un grupo de Ucrania realizó un estudio en profundidad sobre el papel de la solvatación nucleofílica y su efecto sobre el mecanismo de heterolisis de enlaces. Descubrieron que la tasa de heterolisis depende en gran medida de la naturaleza del disolvente .
Por ejemplo, un cambio de medio de reacción de hexano a agua aumenta la tasa de heterólisis del cloruro de terc-butilo (t-BuCl) en 14 órdenes de magnitud. Esto se debe a una fuerte solvatación del estado de transición . Los principales factores que afectan las tasas de heterolisis son principalmente la polaridad y electrofilia del solvente, así como su poder ionizante. La polarizabilidad, nucleofilicidad y cohesión del disolvente tuvieron un efecto mucho más débil sobre la heterolisis.
Sin embargo, existe cierto debate sobre los efectos de la nucleofilia del solvente, algunos artículos afirman que no tiene ningún efecto, mientras que algunos artículos afirman que más solventes nucleofílicos disminuyen la velocidad de reacción.
Ver también
Referencias
- Armentrout, PB y Jack Simons. "Comprender la escisión de enlaces heterolíticos". JOURNAL-AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 114 (1992): 8627-8627.