El documento describe el fenómeno de la aromaticidad y las teorías que lo explican. Explica que la teoría de resonancia propone que el benceno tiene una estructura híbrida de resonancia entre dos formas, mientras que la teoría de orbitales moleculares explica que los seis electrones π del benceno ocupan los tres orbitales moleculares enlazantes degenerados. Finalmente, resume los requisitos para que un compuesto sea considerado aromático según la regla de Hückel: debe ser cíclico, tener enlaces dob

1. 1
Fenómeno de Aromaticidad
A fines del siglo XIX
Los compuestos orgánicos se clasificaban en dos categorías:
 Compuesto Alifáticos (similar a las grasas)
• Compuestos Orgánicos

2. 2
Benceno y otros compuestos aromáticos
Antiguamente, El adjetivo aromático
Compuesto con fragancia
Los primeros compuestos aromáticos:
CHO
cinnamaldehido
Corteza del
cinnamomun (canela)
CHO
OMe
OH
Vainilla
Habas de vainilla
CHO
MeO
Anis
anisaldehído

3. 3
Los primeros compuestos aromáticos:
Anis
CHO
cinnamaldehido
Corteza del
cinnamonmun
(canela)
CHO
OMe
OH
Vainilla
Habas de vainilla
CHO
MeO
Anis
anisaldehído
 fue el primero en reconocer que contenían una unidad de
6 miembros
 Después de ciertas transformaciones y degradaciones
químicas, la unidad de seis miembros se mantenía.
A finales del siglo XIX Kekule,

4. 4
Estructura Kekule para el benceno:
6 electrones p
Reacciones del benceno:
H2SO4
Br2+ FeBr3
MnO4
calor
calor
calor
SO3H
Br
No reacciona
Reacciones de
Sustitución

5. 5
Estructura Kekule para el benceno:
6 electrones p
Reacciones del ciclohexeno:
Reacciones de
Adición
H2SO4
Br2
MnO4
SO3H
H
H
H
Br
H
H
Br
COOH
COOH
Ruptura de C=C

6. 6
Al conocerse que:
• Del benceno se derivan nuevos compuestos.
• Estos nuevos compuestos son distintos en otras
características a parte del olor.
El término aromático empezó a tomar un significado
meramente químico.
Su significado ha evolucionado a medida que:
• Se conoce más las reacciones y propiedades de los
compuestos aromáticos.
Teorías moderna sobre la estructura del benceno
• Teoría de Resonancia
• Teoría de Orbitales Moleculares

7. 7
Teoría de Resonancia:
I II
Estructuras I y II
• Estructuras “contribuyentes”
• Estructuras en resonancia (sólo difieren en la posición de
los electrones)
Híbrido de
resonancia
Estructura más aproximada

8. 8
Teoría de Orbitales Moleculares

9. 9
La probabilidad de encontrar un
electrón debe ser positivo y real,
por lo tanto:

10. 10

11. 11

12. 12

13. 13

14. 14
Para un sistemas de varios electrones:
Y : representa los orbitales de todos los electones del
sistema.
La energía electrónica total es:
E = ∫ Hy2 . dv

15. 15
Orbital atómico 2s
Orbital atómico 2p
Orbitales atómicos (OA)

16. 16
Orbitales híbridos:
La combinación de un orbital s y 3 orbitales p generan 4 orbitales híbridos con
25% carácter s y 75 % carácter p.
Metano

17. 17
Orbitales Moleculares:
Orbital
atómico 1s
n OA generan n OM
2 OA generan dos OM
Un OM enlazante
Un OM antienlazante
Orbital
atómico 1s
Orbital molecular enlazante (s)
Orbital molecular antienlazante (s*)
E
n
e
r
g
í
a
Orbital
atómico 1s

18. 18
Formación de OM
Formación de un orbital s a partir de dos orbitales p
Átomo de C sp3 Átomo de C sp3
En cada caso el oa sp3 está coloreado en rojo
Formación de un orbital s a partir de dos orbitales sp3
Orbital molecular s

19. 19
Formación de un orbital p a partir de dos orbitales p
OM p
enlazante
OM p*
antienlazante
Orbitales p
Orbitales sp2
C sp2 C sp2 Doble enlace C–C
Enlace p
Enlace s
Formación de orbitales s y a partir de dos sp2 de C

20. 20
Combinación lineal de los orbitales atómicos
(CLOA)
Veamos la molécula de H2:
H1 — H2
YHH = Ø1s1 + Ø2s2
Y : orbital molecular
1 y 2 : átomos 1 y 2
Ø1 : orbital atómico de H1
Ø2 : orbital atómico de H2
s1 : Contribución del orbital s1
s2: Contribución del orbital s2

21. 21
Combinación lineal de los orbitales atómicos
(CLOA)
Metano
YCH = Ø1s1 + Ø2sp3
H
C H
H
H
Se forman cuatro orbitales moleculares
Y1, Y2, Y3 y Y4
Los ocho electrones ocupan los cuatro OM

22. 22
Combinación lineal de los orbitales atómicos
(CLOA)
Etano
YCH = Ø1s1 + Ø2sp3
YCC = Ø1sp3 + Ø2sp3
H
C C
H
H
H
H
H

23. 23
Combinación lineal de los orbitales atómicos
(CLOA)
Etileno
YCH = Ø1s1 + Ø2sp2
YCC(s) = Ø1sp2 + Ø2sp2
YCC(p) = Ø1p + Ø2p
C C
H
HH
H
C1
H
H
C2
H
H

24. 24
Combinación lineal de los orbitales atómicos
(CLOA)
Ciclopropano
YCC = Ø1p1 + Ø2p2 + Ø3p3
C1 C2
C3

25. 25
Combinación lineal de los orbitales atómicos
(CLOA)
Un sistema con cuatro e- p:
YCC = Ø1p1 + Ø2p2 + Ø3p3 + Ø4p4
C1
C2
C3
C4

26. 26
Para el sistema:
• Dos valores de energía E permitidos para el electrón en el
etileno.
Regla de Hückel
C1 C2
H
H
H
H
Soluciones de la ecuación de
Schródinger:
OM Y2 antienlazante (p)*
OM Y1 enlazante (p)
Dos e- p = 2 OM E

27. 27
Existen dos electrones en el etileno, ambos ocupan el OM Y1

28. 28

29. 29
C1
C2
C3
C4
Para el siguiente sistema
deslocalizado:
4 e- p = 4 OM
2 OM enlazantes
2 OM antienlazante
butadieno

30. 30
Si están presentes OM degenerado (misma E)
Un quinto electrón p Un sexto electrón p

31. 31
OM enlazantes
OM antienlazantes
6 OM
E
Orbitales Moleculares del benceno

32. 32
Factores requeridos para la aromaticidad
• Los seis orbitales atómicos 2p del benceno se solapan
formando seis OM.
Representación de la densidad electrónica p del benceno
• Los 6 e- p ocupan los 3 OM enlazantes, configuración
estable.

33. 33
• Los e- p deben ocupar los OM enlazantes, configuración
estable.
Generalización de la aromaticidad
• Su estructura debe ser cíclica con enlaces dobles
conjugados.
Para que un compuesto sea aromático:
• Los anillos deben ser coplanares.
• Los anillos deben contener 4n + 2 e- p. (Regla de
Húcker), n = 0,1,2,…etc.

34. 34
El ciclo-octa 1,3,5,7 tetraeno:
8 e- p
No cumple con 4n
+ 2 e- p
No es aromático

35. 35
El ciclo tetradeca- 1,3,5,7,9,11,13-heptaeno
14 e- p
4x3 = 12 + 2= 14
Es un sistema coplanar

36. 36
El ciclo tetradeca- 1,3,5,7,9-pentaeno
10 e- p
4x2 = 8 + 2= 10
Es un sistema no coplanar
No es aromático
Los orbitales no se
disponen en forma
paralela

37. 37
Y1
Y2 Y3
Ciclopropano:
No aromático

38. 38
Y1
Y2 Y3
Anión ciclopropilo:
No aromático
H
- H+

39. 39
Y1
Y2 Y3
Catión ciclopropilo:
Aromático
H
- H-

40. 40
Iones aromáticos

41. 41
Ejercicio
De los siguientes compuestos, cuáles pueden considerarse
aromáticos de acuerdo a la regla de Hückel