2. Compuestos orgnicos y grupos funcionales comunes Clase de
com puesto alanos haluros de alquilo alquenos alquinos compuestos
aromticos alcoholes fenoles tioles teres epxidos cetonas aldehidos
cidos carboxlicos steres amidas aminas nitrilos nitroalcanos
Estructura general G rupo funcional Ejem plo R H R X RC H = C H R'
RC = C R' R OH ArOH R SH RO R' A O II RC R' O II R C H O II R C OH
O II RC O R' O II R C N ft R NH2 R C = N R N0 2 ninguno X = F, Cl,
Br o I enlace doble carbono-carbono enlace triple carbono-carbono
anillo de benceno, tambin dibujado grupo hidroxilo grupo hidroxilo
en un anillo aromtico grupo sulfhidrilo oxgeno entre dos grupos
alquilo ter en un anillo de 3 miembros grupo carbnilo grupo
carbonilo grupo carbonilo grupo alcoxicarbonilo grupo carboxamida
grupo amino grupo ciano grupo nitro c h 3c h 2c h 2c h 3 butano
CH3CH2CH2C1 1-cloropropano CH3CH2 c h = c h 2 but-l-eno c h 3c = c
c h 3 but-2 -ino H H benceno CH3CH2OH etanol OH fenol CH3 SH
metanotiol CH3CH2 O CH2CH3 ter dietlico O 1,2 -epoxiciclohexano O
II c h 3 c c h 3 acetona O II C H 3 C H 2 C H propanal O II C H 3 c
O H cido actico O II C H 3 C O C H H 3 acetato de etilo O II H C N
( C H 3 ) 2 N,Akmetilformamida c h 3 c h 2 n h 2 etilamina C H 3 C
H 2 C = N propionitrilo C H 3 C H 2 N 0 2 nitroetano
3. Grupos comunes en qumca orgnica Reactivos y disolventes
comunes A breviatura de b s grupos orgnicos Significado Abreviatura
Significado Estructura Estructura Ac acetilo 0 1 CH j C R alilo H X
'= C H CH, R Boc ter-butiloxicaibonilo 0 1 (CHj)jC O C R Bn bencilo
Ph CHj R n-Bu n-butilo CHj CH2 CHj CHz R x'-Bu isobutilo (CHj^C H
CHj R J-Bu j>butilo CHjCH2 CH R /-Bu /ir-butilo CHj (CHj)jC R Bz
benzoflo 0 1 Ph C R C bz(oZ ) benciloxicaibonilo 0 1 Ph CH2 O C R
Et etilo C H j CH2 R /" 1y c-Hx ciclohexilo C^r Me metilo CH j R Ph
fenilo r y . Pr propilo X = / CH j CHj CHj R i'-Pr isopropilo
(CHj)>CH R Sia ic-isoamilo (CHj)jCH CHR THP tetrahidropiranilo
CHj Q Ts pura-toluensulfonilo, "tosilo vinilo C H j- f ySR hc- c:
No todas estas abreviaturas se emplean en este texto, pero se
ofrecen como referencia. ACjO DCC DIBAL o DIBAH DME, glima diglyme
DMF DMSO EtOH EtO- EtjO HMPA, HMPT LAH LDA MCPBA MeOH MeO MVK NBS
PCC Pyr /-BuOH f-BuOK THF TMS anhdrido actico diciclohexilcarbodi
imida 0 O 1 I CHj C OC CHj N=C=N- hidruro de diisobutilaluminio
[(CHj^CHCHJjAlH 1,2-dimetoxietano C H j O CH^CH, O CHj (CHj O
CHjCHjjOter bis(2-metoxietlico) jV,jV-dimetilformam ida sulfxido de
dimetilo etanol ion etxido ter dietlico hexametiltriamida del cido
fosfrico o hexametilfosforamida hidruro de litio y aluminio
diisopropilamiduro de litio cido meto-cloroperoxibenzoico metanol
ion metxido metilvinilcetona 0 1 H C N (CH3)2 0 1 CHj S CHj
CHjCHjOH CH3CH2 o - CJjjCHj O CHjCHj [(CHj>jN]jP = 0 LiAlH*
[{CHthCHhN- L i+ O II -COOHf y o CHjOH CHjO" O II
Af-bromosuocinimida clorocromato de piridinio piridina alcohol NBr
pyr Q O j HC1 A (C H ^ C OH (CHj^CO" iC O (CH3)4Si
4. QUMICA ORGNICA Volumen 1 Sptima edicin L.G. Wade, Jr.
Whitman College T raduccin Ma. Aurora Lanto Arrila Laura Fernndez
Enrquez Escuela Nacional de Ciencias Biolgicas Divisin de Ciencias
Bsicas e Ingeniera Instituto Politcnico Nacional Universidad
Autnoma Metropolitana Revisin tcnica Hctor Garca Ortega Jos
Norberto Farfn Garca Blas Flores Prez Fernando Len Cedeo Jos Manuel
Mndez Stivalet Alfredo Vzquez Martnez Facultad de Qumica
Universidad Nacional Autnoma de Mxico Juan Manuel Jurez Ruiz
Departamento de Qumica Universidad de Guanajuato Socorro Leyva
Ramos Facultad de Ciencias Qumicas Universidad Autnoma de San Luis
Potos Mara del Roco Ramrez Salgado Jos Guillermo Penieres Carrillo
Facultad de Estudios Superiores, Cuautitln Universidad Nacional
Autnoma de Mxico Gonzalo Trujillo Chvez Escuela Nacional de
Ciencias Biolgicas Instituto Politcnico Nacional PEARSON
5. bib liogrfica WADE.LEROY Qumica orgnica. Volumen 1 Sptima
edicin PEARSON EDUCACIN, Mxico, 2011 ISBN: 978-607-32-0790-4 rea:
Ciencias Formato: 21 X 27 cm Faginas: 744 Authorized translation
from the English language edition, entitled ORGANIC CHEMISTRY, 7th
Edition, by LEROY WADE, published by Pearson Education, Inc.,
publishing as Prentice Hall, Copyright 2010. All rights reserved.
ISBN 9780321592316 Traduccin autorizada de la edicin en idioma
ingls, titulada ORGANIC CHEMISTRY, 7a. edicin, por LEROY WADE,
publicada por Pearson Education, Inc., publicada como Prentice
Hall, Copyright 2010. Todos los derechos reservados. Esta edicin en
espaol es la nica autorizada. Edicin en espaol Editora: Gabriela
Lpez Ballesteros e-mail: [email protected]
Editor de desarrollo: Bernardino Gutirrez Hernndez Supervisor de
produccin: Jos D. Hernndez Garduo SPTIMA EDICIN, 2012 D.R. 2012 por
Pearson Educacin de Mxico, S.A. de C.V. Atlacomulco 500-5o. piso
Col. Industrial Atoto 53519, Naucalpan de Jurez, Estado de Mxico
Cmara Nacional de la Industria Editorial Mexicana. Reg. nm. 1031.
Reservados todos los derechos. Ni la totalidad ni parte de esta
publicacin pueden reproducirse, registrarse o transmitirse, por un
sistema de recuperacin de informacin, en ninguna forma ni por ningn
medio, sea electrnico, mecnico, foto- qumico, magntico o
electroptico, por fotocopia, grabacin o cualquier otro, sin permiso
previo por escrito del editor. El prstamo, alquiler o cualquier
otra forma de cesin de uso de este ejemplar requerir tambin la
autorizacin del edi tor o de sus representantes. ISBN VERSIN
IMPRESA: 978-607-32-0790-4 ISBN VERSIN E-BOOK: 978-607-32-0791-1
ISBN E-CHAPTER: 978-607-32-0792-8 PRIMERA IMPRESIN Impreso en
Mxico. Printed in Mexico. 12 3 4 5 6 7 8 9 0 - 15 14 13 12
PEARSON
6. | ACERCA DEL AUTOR L. G. "Skip" Wade decidi especializarse
en qumica durante su segundo ao de estudiante en la Rice
University, mientras tomaba clases de qu mica orgnica con el
profesor Ronald M. Magid. Despus de titularse en la Rice
University, en 1969, Wade ingres a la Harvard University, donde
realiz investi gaciones con el profesor James D. White. Mientras
estudiaba en Harvard fungi como Director de los Laboratorios
orgnicos y fue influenciado en gran medida por los mtodos tcnicos
de dos educadores de maestra, los profesores Leonard K. Nash y
Frank H. Westheimer. Despus de completar su doctorado en Harvard en
1974, el Dr. Wade se uni a la Facultad de qumica en la Colorado
State University. En el transcurso de quince aos, el Dr. Wade ense
qumica orgnica a miles de estudiantes dirigida hacia las carreras
de todas las reas de biologa, qumica, medicina humana, medicina ve
terinaria y estudios ambientales. Tambin realiz ensayos de
investigacin en las sntesis orgnicas y en la educacin qumica, y
escribi once libros que revisan la investigacin actual en las
sntesis orgnicas. Desde 1989, el Dr. Wade ha sido pro fesor de
qumica en el Whitman College, donde ensea qumica orgnica y realiza
investigaciones sobre sntesis orgnica y qumica forense. El Dr. Wade
recibi el pre mio A Lange por el Distinguished Science Teaching en
Whitman en 1993. El inters del Dr. Wade en la ciencia forense lo ha
llevado a testificar como perito en casos de la corte que
involucran drogas y armas de fuego; ha trabajado como instructor de
armas de fuego en la polica, como consultor de drogas y oficial de
seguridad de navegacin en bote. Tambin disfruta reparar y restaurar
violines y arcos antiguos, lo cual ha realizado de manera
profesional por muchos aos. A mis estudiantes y colegas en el W
hitm an C ollege
7. | RESUMEN DE CONTENIDO Prefacio xxiv Volumen 1 1 Introduccin
y repaso 1 2 Estructura y propiedades de las molculas orgnicas 40 3
Estructura y estereoqumica de los alcanos 83 4 El estudio de las
reacciones qumicas 127 5 Estereoqumica 169 6 Haluros de alquilo:
sustitucin nucleoflica y eliminacin 215 7 Estructura y sntesis de
los alquenos 281 8 Reacciones de los alquenos 323 9 Alquinos 388 10
Estructura y sntesis de los alcoholes 421 11 Reacciones de los
alcoholes 464 12 Espectroscopia infrarroja y espectrometra de masas
510 13 Espectroscopia de resonancia magntica nuclear 561 14 teres,
epxidos y sulfuros 625 Apndices A1 Respuestas a problemas
seleccionados R1 Crditos fotogrficos CF1 ndice 11 Volumen 2 15
Sistemas conjugados, simetra orbital y espectroscopia ultravioleta
665 16 Compuestos aromticos 707 17 Reacciones de los compuestos
aromticos 751 18 Cetonas y aldehidos 807 19 Aminas 872 20 cidos
carboxlicos 937 21 Derivados de cidos carboxlicos 980 22
Condensaciones y sustituciones en alfa de compuestos carbonlicos
1043 23 Carbohidratos y cidos nucleicos 1097 24 Aminocidos, pptidos
y protenas 1153 25 Lpidos 1200 26 Polmeros sintticos 1222 Apndices
A1 Respuestas a problemas seleccionados R1 Crditos fotogrficos CF1
ndice 11
8. CONTENIDO Acerca del autor v Prefacio xxiv Volumen 1 1 in t
r o d u c c i n y re p a s o 1 1-1 Los orgenes de la qumica orgnica
1 1-2 Principios de la estructura atmica 3 1-3 Formacin de enlaces:
la regla del octeto 6 1-4 Estructuras de Lewis 7 1-5 Enlaces
mltiples 8 Resumen: Patrones de enlaces comunes (neutros) 9 1-6
Electronegatividad y polaridad de enlace 9 1-7 Cargas formales 10
1-8 Estructuras inicas 12 Resumen: Patrones comunes de enlace en
los compuestos orgnicos y iones 13 1-9 Resonancia 13 1-10 Frmulas
estructurales 17 1-11 Frmulas moleculares y empricas 20 1-12 cidos
y bases de Arrhenius 21 1-13 cidos y bases de Br0 nsted-Lowry 22
1-14 cidos y bases de Lewis 29 Glosario 32 Problemas de estudio
34
9. ESTRUCTURA Y PROPIEDADES 2 DE LAS MOLCULAS ORGNICAS 40 2-1
Propiedades ondulatorias de los electrones en los orbitales 40 2-2
Orbitales moleculares 42 2-3 Enlace pi 45 2-4 Hibridacin y formas
moleculares 46 2-5 Cmo dibujar molculas tridimensionales 50 2-6
Reglas generales de hibridacin y geometra 51 2-7 Rotacin de enlaces
55 2-8 Isomera 57 2-9 Polaridad de enlaces y molculas 59 2-10
Fuerzas intermoleculares 62 2-11 Efecto de la polaridad sobre la
solubilidad 6 6 2-12 Hidrocarburos 69 2-13 Compuestos orgnicos que
contienen oxgeno 72 2-14 Compuestos orgnicos que contienen nitrgeno
74 Glosario 76 froblemas de estudio 79 3 ESTRUCTURA Y ESTEREOQUMICA
DE LOS ALCANOS 83 3-1 Clasificacin de los hidrocarburos (repaso) 83
3-2 RSrmulas moleculares de los alcanos 84 3-3 Nomenclatura de los
alcanos 85 Resumen: Reglas para nombrar los alcanos 90 3-4
Propiedades fsicas de los alcanos 91 3-5 Usos y fuentes de los
alcanos 93 3-6 Reacciones de los alcanos 95 3-7 Estructura y
conformaciones de los alcanos 96 3-8 Conformaciones del butano 100
3-9 Conformaciones de alcanos ms grandes 102 3-10 Cicloalcanos 102
3-11 Isomera cis-trans en los cicloalcanos 105 3-12 Estabilidad de
los cicloalcanos. Tensin de anillo 105 3-13 Conformaciones del
ciclohexano 109 Estrategia para resolver problemas: Cmo dibujar
conformaciones de silla 112 3-14 Conformaciones de ciclohexanos
monosustituidos 113 3-15 Conformaciones de ciclohexanos
disustituidos 116 Estrategia para resolver problemas: Cmo reconocer
ismeros ds y trans 118 3-16 Molculas bicclicas 119 Glosario 121
Problemas de estudio 124
10. x Contenido 4 EL ESTUDIO DE LAS REACCIONES QUMICAS 127 4-1
Introduccin 127 4-2 Cloracin del metano 127 4-3 Reaccin en cadena
de radicales libres 128 Mecanismo clave: Halogenacin por radicales
libres 130 4-4 Constantes de equilibrio y energa libre 132 4-5
Entalpia y entropa 135 4-6 Entalpias de disociacin de enlace 136
4-7 Cambios de entalpia en reacciones de cloracin 137 4-8 Cintica y
la ecuacin de rapidez 139 4-9 Energa de activacin y dependencia de
la rapidez de reaccin con respecto a la temperatura 141 4-10
Estados de transicin 142 4-11 Rapidez de reacciones con varios
pasos 144 4-12 La halogenacin y su dependencia de la temperatura
145 4-13 Halogenacin selectiva 146 4-14 Postulado de Hammond 151
Estrategia para resolver problemas: Cmo proponer mecanismos de
reaccin 153 4-15 Inhibidores de radicales 155 4-16 Intermediarios
reactivos 156 Resumen: Intermediarios reactivos 162 Glosario 162
Problemas de estudio 165 5 ESTEREOQUMICA 169 5-1 Introduccin 169
5-2 Quiralidad 170 5-3 Nomenclatura (R) y (S) de los tomos de
carbono asimtricos 176 5-4 Actividad ptica 181 5-5 Discriminacin
biolgica de enantimeros 186 5-6 Mezclas racmicas 187 5-7 Exceso
enantiomrico y pureza ptica 188 5-8 Quiralidad de sistemas
conformacionalmente mviles 189 5-9 Compuestos quirales sin tomos
asimtricos 191 5-10 Proyecciones de Fischer 193 Resumen: Las
proyecciones de Fischer y su uso 198 5-11 Diasteromeros 198
Resumen: Tipos de ismeros 199 5-12 Estereoqumica de molculas con
dos o ms carbonos asimtricos 200 5-13 Compuestos meso 201 5-14
Configuraciones absoluta y relativa 203 5-15 Propiedades fsicas de
los diastermeros 205 5-16 Resolucin de enantimeros 206 Glosario 209
Problemas de estudio 211
11. HALUROS DE ALQUILO: SUSTITUCIN NUCLEOFLICA Y ELIMINACIN 215
6-1 Introduccin 215 6-2 Nomenclatura de los haluros de alquilo 216
6-3 Usos comunes de los haluros de alquilo 218 6-4 Estructura de
los haluros de alquilo 220 6-5 topiedades fsicas de los haluros de
alquilo 221 6 - 6 Reparacin de haluros de alquilo 223 Resumen:
Mtodos para preparar haluros de alquilo 226 6-7 Reacciones de los
haluros de alquilo: sustitucin nucleoflica y eliminacin 228 6 - 8
Sustitucin nucleoflica de segundo orden: la reaccin Sn2 229
Mecanismo clave: La reaccin SN2 230 6-9 Generalidades de la reaccin
Sn2 231 Resumen: Reacciones S ^2 d c los haluros de alquilo 231
6-10 Factores que influyen en las reacciones Sn2: fuerza del
nuclefilo 233 Resumen: Tendencia en la nucleofilia 234 6-11
Reactividad del sustrato en reacciones Sn2 237 6-12 Estereoqumica
de la reaccin Sn2 241 6-13 Sustitucin nucleoflica de primer orden:
reaccin SN1 243 Mecanismo clave: La reaccin S ^l 244 6-14
Estereoqumica de la reaccin Sn 1 247 6-15 Reordenamientos en las
reacciones Sn 1 249 6-16 Comparacin de las reacciones SnI y Sn2 252
Resumen: Sustituciones nucleoficas 254 6-17 Eliminacin de primer
orden: reaccin El 255 Mecanismo clave: La reaccin E1 255 Resumen:
Reacciones de los carbocationes 259 6-18 Orientacin posicional de
la eliminacin: regla de Zaitsev 260 6-19 Eliminacin de segundo
orden: reaccin E2 261 Mecanismo clave: La reaccin E2 262 6-20
Estereoqumica de la reaccin E2 264 6-21 Comparacin de los
mecanismos de eliminacin El y E2 265 Resumen: Reacciones de
eliminacin 267 Estrategia para resolver problemas: Prediccin de
sustituciones nucleoflicas y eliminaciones 267 Resumen: Reacciones
de los haluros de alquilo 270 Glosario 273 FYoblemas de estudio 276
7 ESTRUCTURA Y SNTESIS DE LOS ALQUENOS 281 7-1 Introduccin 281 7-2
Descripcin orbital del enlace doble de los alquenos 282 7-3
Elementos de insaturacin 283 7-4 Nomenclatura de los alquenos 285
7-5 Nomenclatura de los ismeros cis-trans 287 Resumen: Reglas para
nombrar a los alquenos 289
12. 7-6 Importancia comercial de los alquenos 290 7-7
Estabilidad de los alquenos 292 7-8 Propiedades fsicas de los
alquenos 298 7-9 Sntesis de alquenos por eliminacin de haluros de
alquilo 300 7-10 Sntesis de alquenos por deshidratacin de alcoholes
308 Mecanismo clave: Deshidratacin de un alcohol catalizada con un
cido 309 7-11 Sntesis de alquenos mediante mtodos industriales a
altas temperaturas 311 Estrategia para resolver problemas: Gmo
proponer mecanismos de reaccin 312 Resumen: Mtodos para sintetizar
alquenos 316 Glosario 317 Problemas de estudio 319 8 REACCIONES DE
ALQUENOS 323 8-1 Reactividad del enlace doble carbono-carbono 323
8-2 Adicin electroflica a alquenos 324 Mecanismo clave: Adicin
electroflica a alquenos 324 8-3 Adicin de haluros de hidrgeno a
alquenos 326 8-4 Adicin de agua: hidratacin de alquenos 332 8-5
Hidratacin por oximercuracin-desmercuracin 335 8 - 6
Alcoximercuracin-desmercuracin 337 8-7 Hidroboracin de alquenos 338
8 - 8 Adicin de halgenos a alquenos 344 8-9 Formacin de
halohidrinas 347 8-10 Hidrogenacin cataltica de los alquenos 350
8-11 Adicin de carbenos a alquenos 352 8-12 Epoxidacin de alquenos
355 8-13 Apertura de epxidos catalizada por cido 357 8-14
Hidroxilacin sin de alquenos 360 8-15 Ruptura oxidativa de alquenos
362 8-16 Polimerizacin de alquenos 365 8-17 Mettesis de definas 369
Estrategia para resolver problem as: Sntesis orgnica 372 Resumen:
Reacciones de alquenos 374 Glosario 379 Problemas de estudio 382
ALQUINOS 388 9-1 Introduccin 388 9-2 Nomenclatura de los alquinos
389 9-3 Propiedades fsicas de los alquinos 390 9-4 Importancia
comercial de los alquinos 390 9-5 Estructura electrnica de los
alquinos 392 9-6 Acidez de los alquinos. Formacin de iones
acetiluro 393 9-7 Sntesis de alquinos a partir de acetiluros 395
9-8 Sntesis de alquinos por reacciones de eliminacin 399 Resumen:
Sntesis de alquinos 400
13. 9-9 Reacciones de adicin de alquinos 401 9-10 Oxidacin de
alquinos 411 Estrategia para resolver problemas: Sntesis multipasos
413 Resumen: Reacciones de los alquinos 414 Glosario 417 Problemas
de estudio 418 10 ESTRUCTURA Y SNTESIS DE LOS ALCOHOLES 421 10-1
Introduccin 421 10-2 Estructura y clasificacin de los alcoholes 421
10-3 Nomenclatura de alcoholes y fenoles 423 10-4 Propiedades
fsicas de los alcoholes 427 10-5 Alcoholes comercialmente
importantes 429 10-6 Acidez de los alcoholes y fenoles 431 10-7
Sntesis de alcoholes: introduccin y repaso 434 Resumen: Sntesis de
alcoholes previas 434 10-8 Reactivos organometlicos para sntesis de
alcoholes 436 10-9 Adicin de reactivos organometlicos a compuestos
carbonlicos 439 Mecanismo clave: R eacciones d e G rignard 439
Resumen: Reacciones de Grignard 446 10-10 Reacciones secundarias de
los reactivos organometlicos: reduccin de haluros de alquilo 447
10-11 Reduccin del grupo carbonilo: sntesis de alcoholes Io y 2o
449 Resumen: Reacciones de LAIH4 y NaBH4 452 Resumen: Sntesis de
alcoholes mediante adiciones nucleoflicas a grupos carbonilo 453
10-12 liles (mercaptanos) 455 Glosario 457 Problemas de estudio 459
1 1 REACCIONES DE LOS ALCOHOLES 464 11-1 Estados de oxidacin de los
alcoholes y grupos funcionales relacionados 464 11-2 Oxidacin de
alcoholes 466 11-3 Mtodos adicionales para la oxidacin de alcoholes
469 11-4 Oxidacin biolgica de los alcoholes 471 11-5 Alcoholes como
nuclefilos y electrfilos. Formacin de tosilatos 472 Resumen:
Reacciones Sn2 de los steres tosilato 475 11-6 Reduccin de
alcoholes 475 11-7 Reacciones de alcoholes con cidos hidrohlicos
(haluros de hidrgeno) 476 11-8 Reacciones de alcoholes con haluros
de fsforo 481 11-9 Reacciones de alcoholes con cloruro de tionilo
482 11-10 Reacciones de deshidratacin de alcoholes 484 Estrategia
para resolver problemas: Cmo proponer mecanismos de reaccin 488
11-11 Reacciones exclusivas de los dioles 491 11-12 Esterificacin
de alcoholes 493 11-13 steres de cidos inorgnicos 494
14. 11-14 Reacciones de los alcxidos 497 Mecanismo clave:
Sntesis de Williamson de teres 497 Estrategia para resolver
problemas: Sntesis de mltiples pasos 499 Resumen: Reacciones de los
alcoholes 502 Glosario 504 Problemas de estudio 506 ESPECTROSCOPIA
INFRARROJA 12 Y ESPECTROMETRA DE MASAS 510 12-1 Introduccin 510
12-2 Espectro electromagntico 511 12-3 Regin infrarroja 512 12-4
Vibraciones moleculares 513 12-5 Vibraciones activas e inactivas en
el IR 515 12-6 Medicin del espectro IR 516 12-7 Espectroscopia
infrarroja de hidrocarburos 519 12-8 Absorciones caractersticas de
alcoholes y aminas 524 12-9 Absorciones caractersticas de los
compuestos carbonlicos 525 12-10 Absorciones caractersticas de los
enlaces CN 531 12-11 Resumen simplificado de las frecuencias de
estiramientos IR 532 12-12 Lectura e interpretacin de los espectros
IR (problemas resueltos) 534 12-13 Introduccin a la espectrometra
de masas 539 12-14 Determinacin de la frmula molecular por medio de
la espectrometra de masas 543 12-15 Patrones de fragmentacin en la
espectrometra de masas 546 Resumen: Patrones de fragmentacin
comunes 551 Glosario 553 Problemas de estudio 554 13 ESPECTROSCOPIA
DE RESONANCIA MAGNTICA NUCLEAR 561 13-1 Introduccin 561 13-2 Teora
de la resonancia magntica nuclear 561 13-3 Proteccin m agntica por
parte de los electrones 564 13-4 Espectrmetro de RM N 566 13-5
Desplazamiento qum ico 567 13-6 Nmero de seales 574 13-7 reas de
las seales 575 13-8 Desdoblamiento espn-espn 578 Estrategia para
resolver problem as: Dibujo de un espectro de RMN 583 13-9
Desdoblamiento complejo 587 13-10 Protones estereoqunicamente no
equivalentes 590 13-11 Dependencia del tiempo de la espectroscopia
de RMN 593 Estrategia para resolver problem as: hterpretacin de los
espectros de RMN de protn 596 13-12 Espectroscopia de RMN de
carbono-13 601
15. Contenido xv 13-13 Interpretacin de los espectros de RMN de
carbono 609 13-14 Imagen por resonancia magntica nuclear 611
Estrategia para resolver problemas: Problemas de espectroscopia 612
Glosario 616 Problemas de estudio 618 14 TERES, EPXIDOS Y SULFROS
625 14-1 Introduccin 625 14-2 Propiedades fsicas de los teres 625
14-3 Nomenclatura de los teres 630 14-4 Espectroscopia de los teres
633 14-5 Sntesis de Williamson de teres 635 14-6 Sntesis de teres
por alcoximercuracin-desmercuracin 636 14-7 Sntesis industrial:
deshidratacin bimolecular de los alcoholes 637 Resumen: Sntesis de
teres (repaso) 638 14-8 Ruptura de teres por HBr y HI 638 14-9
Autooxidacin de los teres 641 Resumen: Reacciones de los teres 641
14-10 Sulfuras (tioteres) 642 14-11 Sntesis de epxidos 644 Resumen:
Sntesis de epxidos 647 14-12 Apertura del anillo de los epxidos
catalizada por un cido 648 14-13 Apertura del anillo de los epxidos
catalizada por una base 651 14-14 Orientacin de la apertura del
anillo del epxido 652 14-15 Reacciones de los epxidos con reactivos
de Grignard y de organolitio 654 14-16 Resinas epxicas: la llegada
de los pegamentos modernos 655 Resumen: Reacciones de los epxidos
657 Glosario 658 Problemas de estudio 660 APNDICES 1243 1A RMN:
Desplazamientos qumicos de los protones A2 IB RMN: Constantes de
acoplamiento espn-espn A4 1C RMN: Desplazamientos qumicos de 13C en
compuestos orgnicos A5 2A IR: Frecuencias infrarrojas
caractersticas de los grupos A6 2B IR: Absorciones infrarrojas
caractersticas de los grupos funcionales A9 3 UV: Reglas de
Woodward-Fieser para la prediccin de los espectros UV-Visible A 11
4A Mtodos y sugerencias para proponer mecanismos A l5 4B
Sugerencias para el desarrollo de sntesis multipasos A l8 5 Valores
de pK¶ los compuestos representativos A l9 Respuestas a
problemas seleccionados R1 Crditos fotogrficos CF1 ndice 11
16. xvi Contenido Volumen 2 SISTEMAS CONJUGADOS, SIMETRA 1 5
ORBITALY ESPECTROSCOPIA ULTRAVIOLETA 665 15-1 Introduccin 665 15-2
Estabilidades de los dienos 665 15-3 Representacin del orbital
molecular de un sistema conjugado 667 15-4 Cationes allicos 671
15-5 Adiciones 1,2 y 1,4 a dienos conjugados 672 15-6 Control
cintico y control termodinmico en la adicin de HBr al 13-butadieno
674 15-7 Radicales allicos 676 15-8 Orbitales moleculares del
sistema alico 678 15-9 Configuraciones electrnicas del radical,
catin y anin alilo 680 15-10 Reacciones de desplazamiento SN2de
haluros y tosilatos allicos 681 15-11 La reaccin de Diels-Alder 682
M ecanism o clave: Reaccin de Diels-Alder 682 15-12 Reaccin de
Diels-Alder como ejemplo de una reaccin pericclica 691 15-13
Espectroscopia de absorcin en el ultravioleta 694 Glosario 701
Problemas de estudio 703 16 COMPUESTOS AROMTICOS 707 16-1
Introduccin: el descubrimiento del benceno 707 16-2 Estructura y
propiedades del benceno 707 16-3 Los orbitales moleculares del
benceno 711 16-4 Representacin del ciclobutadieno con orbitales
moleculares 714 16-5 Compuestos aromticos, antiaromticosy no
aromticos 716 16-6 Regla de Hckel 716 16-7 Deduccin de la regla de
Hckel con orbitales moleculares 718 16-8 Iones aromticos 719 16-9
Compuestos aromticos heterocclicos 725 16-10 Hidrocarburos
aromticos polinucleares 729 16-11 Altropos aromticos del carbono
731 16-12 Compuestos heterocclicos fusionados 733 16-13
Nomenclatura de los derivados de benceno 734 16-14 Propiedades
fsicas del benceno y sus derivados 736 16-15 Espectroscopia de los
compuestos aromticos 737 Glosario 740 Problemas de estudio 742 17
REACCIONES DE LOS COMPUESTOS AROMTICOS 751 17-1 Sustitucin
electroflica aromtica 751 M ecanism o clave: Sustitucin
electroflica aromtica 752 17-2 Halogenacin del benceno 753 17-3
Nitracin del benceno 755 17-4 Sulfonacin del benceno 757
17. 17-5 Nitracin del tolueno: efecto del grupo alquilo sobre
la sustitucin 759 17-6 Sustituyentes activadores, orientadores
orto-para 761 Resumen: Grupos y compuestos activadores,
orientadores orto-para 1(A 17-7 Sustituyentes desactivadores,
orientadores meta 765 Resumen: Desactivadores, orientadores meta
768 17-8 Sustituyentes halogenados: desactivadores, pero
orientadores orto-para 768 Resumen: Efectos de orientacin de los
sustituyentes 770 17-9 Efectos de mltiples sustituyentes sobre la
sustitucin electroflica aromtica 770 17-10 Alquilacin
Friedel-Crafts 773 17-11 Acilacin de Friedel-Crafts 777 Resumen:
Comparacin de la alquilacin y la acilacin de Friedel-Crafts 780
17-12 Sustitucin nucleoflica aromtica 782 17-13 Reacciones de
adicin de los derivados del benceno 787 17-14 Reacciones en cadenas
laterales de los derivados del benceno 789 17-15 Reacciones de los
fenoles 793 Resumen: Reacciones de los compuestos aromticos 796
Glosario 799 ftoblemas de estudio 802 18 CETONAS Y ALDEHDOS 807
18-1 Compuestos carbonflicos 807 18-2 Estructura del grupo
carbonilo 808 18-3 Nomenclatura de cetonas y aldehidos 808 18-4
Propiedades fsicas de las cetonas y aldehidos 811 18-5
Espectroscopia de las cetonas y aldehidos 813 18-6 Importancia
industrial de las cetonas y aldehidos 820 18-7 Repaso de las
sntesis de cetonas y aldehidos 820 18-8 Sntesis de cetonas y
aldehidos mediante 1,3-ditianos 824 18-9 Sntesis de cetonas a
partir de cidos carboxlicos 825 18-10 Sntesis de cetonas a partir
de nitrilos 826 18-11 Sntesis de aldehidos y cetonas a partir de
cloruros de cido 827 Resumen: Sntesis de cetonas y aldehidos 828
18-12 Reacciones de cetonas y aldehidos: adicin nucleoflica 831
Mecanismos clave: Adiciones nucleoflicas a grupos carbonilo 833
18-13 Reaccin de Wittig 834 18-14 Hidratacin de cetonas y aldehidos
838 18-15 Formacin de cianohidrinas 840 18-16 Formacin de iminas
842 Mecanismo clave: Formacin de iminas 842 18-17 Condensaciones
con hidroxilamina e hidracinas 845 Resumen: Condensaciones de
aminas con cetonas y aldehidos 846 18-18 Formacin de acetales 847
Mecanismo clave: Formacin de acetales 848 Estrategia para resolver
problemas: Cmo proponer mecanismos de reaccin 850 18-19 Uso de
acetales como grupos protectores 852 18-20 Oxidacin de aldehidos
854
18. 18-21 Reducciones de cetonas y aldehidos 854 Resumen:
Reacciones de cetonas y aldehidos 857 Glosario 860 Problemas de
estudio 863 19 AMINAS 872 19-1 Introduccin 872 19-2 Nomenclatura de
las aminas 873 19-3 Estructura de las aminas 875 19-4 Propiedades
fsicas de las aminas 877 19-5 Basicidad de aminas 879 19-6 Efectos
de la basicidad de las aminas 880 19-7 Sales de aminas 882 19-8
Sales de aminas como catalizadores de transferencia de fase 884
19-9 Espectroscopia de aminas 8 8 6 19-10 Reacciones de aminas con
cetonas y aldehidos (repaso) 890 19-11 Sustitucin aromtica de
arilaminas y piridina 890 19-12 Alquilacin de aminas por haluros de
alquilo 894 19-13 Acilacin de aminas por cloruros de cido 895 19-14
Formacin de sulfonamidas 897 19-15 Aminas como grupos salientes:
eliminacin de Hofmann 898 19-16 Oxidacin de aminas; eliminacin de
Cope 902 19-17 Reacciones de aminas con cido nitroso 904 19-18
Reacciones de sales de arildiazonio 906 Resumen: Reacciones de
aminas 910 19-19 Sntesis de aminas por aminacin reductiva 912 19-20
Sntesis de aminas por acilacin-reduccin 915 19-21 Sntesis limitada
a aminas primarias 916 Resumen: Sntesis de aminas 923 Glosario 925
Problemas de estudio 928 20 CIDOS CARBOXLICOS 937 20-1 Introduccin
937 20-2 Nomenclatura de los cidos carboxlicos 937 20-3 Estructura
y propiedades fsicas de los cidos carboxlicos 941 20-4 Acidez de
los cidos carboxlicos 942 20-5 Sales de los cidos carboxlicos 946
20-6 Fuentes comerciales de los cidos carboxlicos 949 20-7
Espectroscopia de los cidos carboxlicos 950 20-8 Sntesis de cidos
carboxlicos 954 Resumen: Sntesis de cidos carboxlicos 957 20-9
Reacciones de cidos carboxlicos y derivados; sustitucin nucleoflica
sobre el grupo acilo 958 20-10 Condensacin de cidos con alcoholes:
esterificacin de Fischer 960 Mecanismo clave: Esterificacin de
Fischer 961
19. 20-11 Esterificacin usando diazometano 964 20-12
Condensacin de cidos con aminas: sntesis directa de amidas 965
20-13 Reduccin de cidos carboxlicos 965 20-14 Alquilacin de cidos
carboxlicos para formar cetonas 967 20-15 Sntesis y usos de
cloruros de cido 968 Resumen: Reacciones de cidos carboxlicos 970
Glosario 972 Problemas de estudio 973 21 DERIVADOS DE CIDOS
CARBOXLICOS 980 21-1 Introduccin 980 21-2 Estructura y nomenclatura
de los derivados de cido 981 21-3 Propiedades fsicas de los
derivados de cidos carboxlicos 987 21-4 Espectroscopia de los
derivados de cidos carboxlicos 989 21-5 Interconversin de los
derivados de cido por la sustitucin nucleoflica en el grupo acilo
996 Mecanismo clave: Mecanismo de adicin-eliminacin para la susti
tucin nucleoflica de grupos acilo 997 21-6 Transesterificacin 1005
Estrategia para resolver problemas: Cmo proponer mecanismos de
reaccin 1006 21-7 Hidrlisis de los derivados de cidos carboxlicos
1008 21-8 Reduccin de derivados de cido 1013 21-9 Reacciones de
derivados de cido con reactivos organometlicos 1015 21-10 Resumen
de la qumica de los cloruros de cido 1017 21-11 Resumen de la
qumica de anhdridos 1018 21-12 Resumen de la qumica de los steres
1021 21-13 Resumen de la qumica de las amidas 1024 21-14 Resumen de
la qumica de los nitrilos 1027 21-15 Tlosteres 1028 21-16 steres y
amidas del cido carbnico 1030 Glosario 1032 Problemas de estudio
1034 CONDENSACIONES Y SUSTITUCIONES 22 EN ALFA DE COMPUESTOS
CARBONLICOS 1043 22-1 Introduccin 1043 22-2 Enoles e iones enolato
1044 22-3 Alquilacin de los iones enolato 1048 22-4 Formacin y
alquilacin de enaminas 1049 22-5 Halogenacin en alfa de cetonas
1052 22-6 -Bromacin de cidos: la reaccin de HVZ 1057 22-7
Condensacin aldlica de cetonas y aldehidos 1057 Mecanismo clave:
Condensacin aldlica catalizada por base 1058 22-8 Deshidratacin de
los productos aldlicos 1061 Mecanismo clave: Deshidratacin de un
aldol catalizada por base 1061
20. xx Contenido 22-9 Condensaciones aldlicas cruzadas 1062
Estrategia para resolver problem as: Cmo proponer mecanismos de
reaccin 1063 22-10 Ciclaciones aldlicas 1065 22-11 Diseo de sntesis
mediante condensaciones aldlicas 1066 22-12 Condensacin de Claisen
de steres 1067 Mecanismo clave: Condensacin de Claisen de steres
1068 22-13 Condensacin de Dieckmann: una ciclacin de Claisen 1070
22-14 Condensaciones de Claisen cruzadas 1071 22-15 Sntesis con
compuestos /3-dicarbonlicos 1074 22-16 Sntesis con el ster malnico
1076 22-17 Sntesis con el ster acetoactico 1079 22-18 Adiciones
conjugadas: reaccin de Michael 1081 22-19 Anillacin de Robinson
1085 Estrategia para resolver problem as: Cmo proponer mecanismos
de reaccin 1086 Resumen: Adiciones y condensaciones de enolatos
1088 Glosario 1090 Problemas de estudio 1092 2 3 CARBOHIDRATOS Y
CIDOS NUCLEICOS 1097 23-1 Introduccin 1097 23-2 Clasificacin de los
carbohidratos 1098 23-3 Monosacridos 1099 23-4 Diastermeros eritro
y treo 1102 23-5 Epmeros 1103 23-6 Estructuras cclicas de los
monosacridos 1104 23-7 Anmeros de los monosacridos; mutarrotacin
1108 23-8 Reacciones de los monosacridos: reacciones secundarias en
medio bsico 1110 23-9 Reduccin de monosacridos 1112 23-10 Oxidacin
de los monosacridos; azcares reductores 1113 23-11 Azcares no
reductores: formacin de glicsidos 1115 23-12 Formacin de teres y
steres 1117 23-13 Reacciones con fenilhidracina: formacin de
osazonas 1119 23-14 Acortamiento de la cadena: degradacin de Ruff
1120 23-15 Alargamiento de la cadena: sntesis de Kiliani-Fischer
1121 Resumen: Reacciones de los azcares 1122 23-16 Comprobacin de
Fischer de la configuracin de la glucosa 1124 23-17 Determinacin
del tamao del anillo; ruptura de los azcares por cido perydico 1127
23-18 Disacridos 1129 23-19 Polisacridos 1134 23-20 cidos
nucleicos: introduccin 1137 23-21 Ribonuclesidos y ribonucletidos
1139 23-22 Estructura del cido ribonucleico 1141 23-23
Desoxirribosa y la estructura del cido desoxirribonucleico 1141
23-24 Funciones adicionales de los nucletidos 1145 Glosario 1147
Problemas de estudio 1149
21. 24 AMINOCIDOS, PPTIDOS Y PROTENAS 1153 24-1 Introduccin
1153 24-2 Estructura y estereoqumica de los a-am inocidos 1154 24-3
Propiedades cido-base de los aminocidos 1158 24-4 Puntos
isoelctricos y electroforesis 1160 24-5 Sntesis de los aminocidos
1161 Resumen: Sntesis de aminocidos 1166 24-6 Resolucin de
aminocidos 1167 24-7 Reacciones de aminocidos 1167 Resumen:
Reacciones de aminocidos 1170 24-8 Estructura y nomenclatura de
pptidos y protenas 1170 24-9 Determinacin de la estructura de
pptidos 1174 24-10 Sntesis de pptidos en disolucin 1180 24-11
Sntesis de pptidos en fase slida 1183 24-12 G asificacin de las
protenas 1188 24-13 Niveles de la estructura de las protenas 1188
24-14 Desnaturalizacin de las protenas 1191 Glosario 1193 Problemas
de estudio 1196 25 LPIDOS 1200 25-1 Introduccin 1200 25-2 Ceras
1200 25-3 Triglicridos 1201 25-4 Saponificacin de grasas y aceites:
jabones y detergentes 1205 25-5 Fosfolpidos 1208 25-6 Esteroides
1210 25-7 Prostaglandinas 1213 25-8 Terpenos 1214 Glosario 1217
ftoblemas de estudio 1219 26 POLMEROS SINTTICOS 1222 26-1
Introduccin 1222 26-2 Polmeros de adicin 1223 26-3 Estereoqumica de
los polmeros 1229 26-4 Control estereoqumico de la polimerizacin;
catalizadores de Ziegler-Natta 1230 26-5 Cauchos naturales y
sintticos 1230 26-6 Copolmeros de dos o ms monmeros 1232 26-7
Polmeros de condensacin 1232 26-8 Estructura y propiedades de los
polmeros 1236 Glosario 1238 ftoblemas de estudio 1239
22. Contenido APNDICES 1243 1A RMN: Desplazamientos qumicos de
los protones A2 IB RMN: Constantes de acoplamiento espn-espn A4 1C
RMN: Desplazamientos qumicos de 13C en compuestos orgnicos A5 2A
IR: Frecuencias infrarrojas caractersticas de los grupos A6 2B IR:
Absorciones infrarrojas caractersticas de los grupos funcionales A9
3 UV: Reglas de Woodward-Fieser para la prediccin de los espectros
UV-Visible A ll 4A Mtodos y sugerencias para proponer mecanismos Al
5 4B Sugerencias para el desarrollo de sntesis multipasos A l8 5
Valores de pKa para los compuestos representativos A l9 Respuestas
a problemas seleccionados R1 Crditos fotogrficos CF1 ndice 11
23. Contenido xxiii MECANISMOS CLAVE CAPITULO 4 CAPTULO 6
CAPITULO 7 CAPTULO 8 CAPTULO 10 CAPTULO 11 CAPTULO 15 CAPTULO 17
CAPTULO 18 CAPITULO 20 CAPTULO 21 CAPTULO 22 Halogenacin por
radicales libres 130 La reaccin Sn2 230 La reaccin S^l 244 La
reaccin E1 255 La reaccin E2 262 Deshidratacin de un alcohol
catalizada con un cido 309 Adicin electroflica a alquenos 324
Reacciones de Grignard 439 Sntesis de Williamson de teres 497
Reaccin de Diels-Alder 682 Sustitucin electroflica aromtica 752
Adiciones nucleoflicas a grupos carbonilo 833 Formacin de minas 842
Formacin de acetales 848 Esterificacin de Fischer 961 Mecanismo de
adicin-eliminacin para la sustitucin nucleoflica de grupos ado 997
Condensacin aldlica catalizada por base 1058 Deshidratacin de un
aldol catalizada por base 1061 Condensacin de Claisen de steres
1068 MECANISMOS CAPTULO 6 Bromacin allica 225 Inversin de
configuracin en la reaccin Sn2 241 Racemizacin en la reaccin SN1
248 Desplazamiento de hidruroen una reaccin SN1 250 Desplazamiento
de metilo en una reaccin Sn 1 251 Reordenamiento en una reaccin E1
258 CAPITULO 7 Deshidrohalogenacin mediante el mecanismo E2 300
Estereoqumica de la reaccin E2 302 Desbromacin de un dibromuro
vecinal 306 CAPTULO 8 Adicin inica de HX a un alqueno 327 Adicin de
HBr a alquenos por radicales libres 329 Hidratacin de un alqueno
catalizada por cido 333 Oximercuracin de un alqueno 335
Hidroboracin de un alqueno 340 Adicin de halgenos a alquenos 345
Formacin de halohidrinas 347 Epoxidacin de alquenos 356 Apertura de
epxidos catalizada por cido 357 Mettesis de olefinas 372 CAPITULO 9
Reduccin con metal-amoniaco de un alquino 404 Tautomera ceto-enol
catalizada por un cido 408 Tautomera ceto-enol catalizada con una
base 410
24. CAPTULO 14 CAPTULO 15 CAPTULO 17 CAPTULO 10 CAPTULO 11
CAPTULO 18 CAPTULO 19 CAPTULO 20 CAPTULO 21 Reduccin de un grupo
carbonilo mediante un hidruro 450 Reaccin de un alcohol terciario
con HBr (SN1) 477 Reaccin de un alcohol primario con HBr (Sn2) 477
Reaccin de alcoholes con PBr3 481 (Repaso): deshidratacin de un
alcohol catalizada por cido 484 Reordenamiento pinaclico 491
Ruptura de un ter por HBr o Hl 639 Apertura de epxidos catalizada
por un cido en agua 648 Apertura de epxidos catalizada por un cido
en una disolucin con alcohol 649 Apertura de epxidos catalizada por
una base 651 Adiciones 1,2 y 1,4 a un dieno conjugado 673 Bromacin
allica por radicales libres 676 Bromacin del benceno 753 Nitracin
del benceno 756 Sulfonacin del benceno 757 Alquilacin de
Friedel-Crafts 774 Acilacin de Friedel-Crafts 778 Sustitucin
nucleoflica aromtica (adicin-eliminacin) 783 Sustitucin nucleoflica
aromtica (mecanismo del bencino) 786 La reduccin de Birch 788
Reaccin Wittig 836 Hidratacin de cetonas y aldehidos 839 Formacin
de cianohidrinas 840 Reduccin de Wolff-Kishner 857 Sustitucin
electroflica aromtica de la piridina 892 Sustitucin nucleoflica
aromtica de la piridina 893 Acilacin de una amina por un cloruro de
cido 895 Eliminacin de Hofmann 899 Eliminacin de Cope de un xido de
amina 903 Diazotizacin de una amina 904 Reordenamiento de Hofmann
de amidas 921 Sustitucin nucleoflica sobre el grupo acilo en la
hidrlisis bsica de un ster 959 Esterificacin mediante diazometano
964 Conversin de un cloruro de cido en un anhdrido 1000 Conversin
de un cloruro de cido en un ster 1000 Conversin de un cloruro de
cido en una amida 1001 Conversin de un anhdrido de cido en un ster
1001 Conversin de un anhdrido de cido en una amida 1002 Conversin
de un ster en una amida (amonlisis de un ster) 1002
Transesterificacin 1007 Saponificacin de un ster 1009 Hidrlisis
bsica de una amida 1011 Hidrlisis cida de una amida 1011
25. Contenido XXV Hidrlisis de un nitrilo catalizada por base
1012 Reduccin de un ster por medio de hidruro 1013 Reduccin de una
amida a una amina 1014 Reaccin de un ster con dos moles de un
reactivo de Grignard 1016 CAPTULO 22 Sustitucin en alfa 1043 Adicin
de un enolato a cetonas y aldehidos (una condensacin) 1044
Sustitucin de un enolato en un ster (una condensacin) 1044
Tautomerismo ceto-enlico catalizado por base 1044 Tautomerismo
ceto-enlico catalizado por cido 1045 Halogenacin promovida por base
1052 Pasos finales de la reaccin del haloformo 1054 Halogenacin en
alfa catalizada por cido 1055 Condensacin aldlica catalizada por
cido 1060 Adicin 1,2 y adicin 1,4 (adicin conjugada) 1082 CAPITULO
23 Formacin de un hemiacetal cclico 1104 Epimerizacin catalizada
por base de la glucosa 1111 Reordenamiento a un enodiol catalizado
por base 1111 CAPTULO 26 Polimerizacin por radicales libres 1225
Polimerizacin catinica 1226 Polimerizacin amnica 1228
26. | PREFACIO Al estudiante A medida que comience su estudio
de la qumica orgnica, podra sentirse abrumado por el nmero de
compuestos, nombres, reacciones y mecanismos con los que se
enfrenta. Podra in cluso preguntarse si puede aprender todo este
material en un solo curso. La funcin ms impor tante de un libro de
texto es organizar el material para demostrar que la mayor parte de
la qumica orgnica consiste en unos cuantos principios bsicos y
muchas extensiones y aplicaciones de esos principios. No necesita
de una gran memoria si comprende los conceptos principales y
desarrolla flexibilidad en la aplicacin de estos conceptos. Para
ser franco, tengo mala memoria y odio memorizar listas de
informacin. No recuerdo los detalles especficos de la mayora de las
reacciones y los mecanismos presentados en este libro, pero puedo
desarrollarlos recor dando unos cuantos principios bsicos, como que
la deshidratacin de alcoholes por lo regular se lleva a cabo por
medio de mecanismos E l . No obstante, tendr que aprender algunos
hechos y principios fundamentales que sirven como el vocabulario de
trabajo de cada captulo. Como estudiante aprend esto de la manera
difcil cuando saqu una D en mi segundo examen de qumica orgnica.
Pens que la orgnica sera como la qumica general, donde poda
memorizar un par de ecuaciones e improvisar durante los exmenes.
Por ejemplo, en el captulo de los gases ideales, memorizara P V =
nR T y estara listo. Cuando trat el mismo mtodo en orgnica, obtuve
una D. Aprendemos a travs de los errores y aprend mucho con la
qumica orgnica. Al escribir este libro he tratado de sealar un
nmero pequeo de hechos y principios importantes que deben
aprenderse para prepararse en la resolucin de problemas. Por
ejemplo, de los cientos de mecanismos de reaccin mostrados aqu,
alrededor de 2 0 son los pasos mec nicos fundamentales que se
combinan en otros ms largos y complicados. He resaltado estos pasos
fundamentales en los recuadros Mecanismo clave para alertarle de su
importancia. La es pectroscopia es otra rea donde un estudiante
podra sentirse presionado para memorizar cientos de hechos, como
los desplazamientos qumicos de la RMN y las frecuencias de vibracin
en el infrarrojo. Yo no podra hacerlo, por lo que siempre he
sobrevivido con el conocimiento de casi una docena de
desplazamientos qumicos de la RMN y otra docena de frecuencias de
vibracin en el infrarrojo, y sabiendo cmo son afectados por otras
influencias. He presentado estas fre cuencias importantes del
infrarrojo en la tabla 12-2 y los desplazamientos qumicos de la RMN
a i la 13-3. No trate de memorizar todo a lo largo de este curso;
no funciona. Tiene que conocer qu est pasando para que pueda
aplicar lo que indica el material. Adems, no piense (como yo lo
hice) que puede sobrevivir sin memorizar nada. Lea el captulo,
escuche con atencin las clases y resuelva los problemas. Los
problemas le indicarn si conoce o no el material. Si puede resolver
los problemas debe irle bien en los exmenes. Si no puede resolver
los problemas es probable que tampoco le vaya bien en los exmenes.
Si tiene que consultar un punto para resolver los problemas, ese
punto es bueno para aprender. Aqu presento algunas sugerencias que
les doy a mis estudiantes al inicio del curso: 1. Lea el material
en el libro antes de la clase (en promedio de 13 a 15 pginas por
clase). Si sabe qu esperar y qu hay en el libro puede tomar unas
cuantas notas y pasar ms tiempo escuchando y comprendiendo la
clase. 2. Despus de la clase, revise sus notas, el libro, y
resuelva los problemas dentro del cap tulo. Lea tambin el material
para la siguiente clase. 3. Si tiene dudas de algo, visite de
inmediato a su profesor durante las horas de oficina, antes de que
se atrase. Lleve consigo sus intentos de soluciones a los problemas
para que el profesor vea en dnde est teniendo problemas. 4. Para
estudiar para un examen, primero revise cada captulo y sus notas,
luego concntrese en los problemas de final de captulo. Tambin use
los exmenes anteriores para practicar, si estn disponibles.
xxvi
27. Recuerde las dos reglas de oro de la qumica orgnica. 1. No
se quede atrs! El curso avanza demasiado rpido y es difcil ponerse
al da. 2. Resuelva muchos problemas. Todos necesitan prctica, y los
problemas muestran dnde ne cesita trabajar ms. Siempre escucho con
atencin a los estudiantes que usan este libro. Si tiene alguna su
gerencia acerca de cmo podra mejorarlo, o si ha encontrado un
error, por favor hgamelo saber (L. G. Wade, Whitman College, Walla
Walla, WA 99362: E-mail [email protected]). Tomo las sugerencias
de los estudiantes con seriedad y cientos de ellas ahora aparecen
en este libro. Por ejemplo, un estudiante de Whitman, Brian Lian,
sugiri la figura 21-9, y un estudiante de la University of
Minnesota (y piloto de carreras), Jim Coleman, me proporcion los
hechos del uso de metanol en Indianpolis. Buena suerte con la
qumica orgnica. Estoy seguro de que disfrutar este curso, en espe
cial si se relaja y desarrolla un inters en aprender cmo los
compuestos orgnicos influyen en nuestras vidas. Mi objetivo al
escribir este libro ha sido hacer el proceso un poco ms fcil:
construir los conceptos de manera lgica, uno despus de otro, para
que fluyan de forma na tural uno tras otro. Estas sugerencias y
recomendaciones para la resolucin de problemas han ayudado a mis
estudiantes en el pasado y espero que algunas de ellas le ayuden a
comprender y a usar el material. Incluso si su memoria es peor que
la ma (muy poco probable), debe ser capaz de hacerlo bien en la
qumica orgnica. Espero que sta sea una buena experiencia de
aprendizaje para todos nosotros. L. G. Wade, Jr. Walla Walla,
Washington [email protected] Al profesor Al escribir la primera
edicin de este libro, mi objetivo era producir un texto moderno y
claro que usar las tcnicas ms efectivas de presentacin y revisin.
Las ediciones siguientes am pliaron y perfeccionaron este objetivo
con una reescritura y reorganizacin sustanciales, y con varias
caractersticas nuevas. Esta sptima edicin incorpora an ms mejoras
que la sexta, con revisiones en la organizacin, escritura e
imgenes. Algunas de las modificaciones hechas en las ediciones ms
recientes son: 1. Recuadros de mecanismos. Aproximadamente 100 de
los mecanismos ms importan tes han sido organizados en estos
recuadros, con grandes encabezados azules para una revisin fcil. En
esta sptima edicin, estos recuadros se han mejorado para hacer los
pasos individuales ms claros para los estudiantes. He tratado de
elegir la mayora de los procesos estndar que casi todos ensean; sin
embaigo, en algunos casos parece que sera bueno tratar otros
sistemas. Si hay mecanismos adicionales que deban ponerse en
recuadros, o alguno que no deba estarlo, por favor hgame saber lo
que piensa. Para esta eleccin he usado dos criterios principales.
Si es uno de los mecanismos fundamentales que forma parte de otros
ms grandes y complejos, entonces lo pongo como mecanismo clave. Los
ejemplos son SnI , Sn2, E l, E2, la sustitucin nucleoflica de a d
is, la sustitucin aromtica electroflica, la adicin nucleoflica a
carbonilos, y as suce sivamente. El otro criterio es ms subjetivo:
si el mecanismo es uno de los que espero que los estudiantes
realicen en los exmenes, entonces es un mecanismo clave. Algunos
ejemplos son la formacin de iminas y acetales, condensaciones
aldlicas y de Claisen, y as sucesivamente. Si siente que he dejado
alguno fuera o incluido uno que no debe ser in mecanismo clave, por
favor hgamelo saber. 2. Cobertura actualizada. En la sexta y sptima
ediciones, he actualizado varios trmi nos que poco a poco han
recibido aceptacin entre los qumicos orgnicos. Ejemplos son la
entalpia de disociacin del enlace que reemplaza la energa de
disociacin del enlace ms ambigua y la ms nueva transliteracin de
Zaitsev que reemplaza la an
28. tigua de Saytzeff. He continuado la transicin gradual a la
nueva nomenclatura de la IUPAC con las localizaciones revisadas de
los nmeros, como en el hexa-13-dieno en vez de 13-hexadieno. Tambin
he completado la transicin de kcal a kJ como las unidades de energa
principal, dado que las unidades kJ se usan en todos los textos de
qumica ge neral actuales. He agregado varias secciones a ediciones
recientes para tratar material nuevo o de inters actual. Captulo 4:
se agreg una seccin sobre inhibidores de radicales libres para
mostrar a los estudiantes cmo algunos de los inhibidores comunes
rompen la reaccin en cade na de los radicales libres y su
importancia en la qumica y la bioqumica. Captulo 5: usando la
definicin de Mislow y Siegel (J. Anu Chem. Soc. 1984,106, 3319),
introduje el trmino popular (con frecuencia definido de manera
incorrecta) estereocentro y explico sus diferencias con los trminos
de la IUPAC: centro de quirali- dad y tomo de carbono asimtrico (o
tomo de carbono quirat). Estereocentro es mucho ms amplio que el
trmino ms preciso tomo de carbono asimtrico, y asume que ya se
conocen las propiedades estereoqumicas de la molcula (para saber
cules en laces darn origen a los estereoisomeros en su
intercambio). El uso casual del trmino amplio estereocentro donde
se requiere un trmino ms preciso con frecuencia resulta en falacias
lgicas (/. Chem. Educ. 2006, 83, 1793). Por ello he continuado
alentan do a los estudiantes a identificar los tomos de carbono
asimtricos (inmediatamente aparentes) para usarlos como
herramientas al examinar una molcula para determinar su
estereoqumica. Captulo 8 : se explica el trabajo de la reduccin
asimtrica, trabajo por el que Noyori y Knowles ganaron el premio
Nobel, junto con sus implicaciones para la sntesis de frmacos
enantioselectivos. Se ha agregado una nueva seccin que cubre el
mecanis mo y los usos sintticos de las mettesis de definas,
enfatizando el trabajo realizado por Chauvin, Grubbs y Schrock
quienes recientemente ganaron el premio Nobel. Captulo 12: se
explica la espectroscopia IR por medio de la transformada de
Fourier, junto con las razones de por qu esta tcnica proporciona
sensibilidad y resolu cin mejoradas sobre el mtodo dispersivo.
Captulo 13: se han convertido los espectros de RMN a espectros de
campo alto (300 MHz) a partir de la excelente coleccin de Aldrich.
Se han mejorado y hecho ms claros los recuadros de expansin para
asegurar que las separaciones individuales sean visibles. La tcnica
de DEPT se ha ampliado y utilizado en ms problemas. Captulo 14: se
explica la epoxidacin asimtrica de Sharpless, ganador del premio
Nobel, junto con los factores que potencian de manera selectiva la
formacin de un enan- timero del producto. Captulo 16: se ha
agregado una seccin que explica la aromaticidad de los fullerenos y
su relacin con otros altropos del carbono. Captulo 24: se ha
agregado una seccin que explica los priones: protenas que se piensa
son infecciosas debido a la falta de plegado, que resulta en la
aglutinacin y la formacin de placas. Este tema relaciona el de
conformaciones de las protenas de ma nera directa con la
preocupacin constante acerca de la enfermedad de las vacas locas.
3. Mapas de potencial electrosttico. Se usan mapas de potencial
electrosttico (MPE) en casos donde podran ayudar a los estudiantes
a visualizar la distribucin de la carga de una especie qumica de
manera que se pueda explicar la naturaleza electroflica o nu-
cleoflica de un compuesto. Al introducir los MPE, he enfatizado su
naturaleza cualitati va sin hacer hincapi en su derivacin
matemtica. Como resultado, los he explicado y usado de manera muy
parecida a como se introducen en los libros de texto de qumica
general. En esta sptima edicin se han agregado varios MPE nuevos.
Se ha editado todo el libro, muchas secciones fueron reorganizadas
y reescritas para me jorar su claridad. Como en la primera edicin,
cada tema nuevo se introduce de manera cuida dosa y se explica con
detenimiento. Muchas secciones introductorias se han vuelto a
escribir para actualizaras y hacerlas ms accesibles a los
estudiantes. Cuando fue posible, se agregaron o modificaron
ilustraciones para ayudar a visualizar los conceptos fsicos.
29. Se sigue poniendo nfasis en la reactividad qumica. Las
reacciones qumicas se in troducen tan pronto como es posible, y
cada grupo funcional se considera desde el punto de vista de su
reactividad hacia los electrfilos, nuclefilos, oxidantes,
reductores y otros reactivos. Se hace mucho hincapi en los
mecanismos que empujan electrones como un medio de ex plicacin y
prediccin de esta reactividad. Los conceptos estructurales como la
estereoqumica y la espectroscopia se tratan a fondo como tcnicas
tiles que mejoran el estudio fundamental de la reactividad qumica.
Organizacin Este libro mantiene la organizacin tradicional que se
concentra en un grupo funcional mien tras se compara y contrasta la
reactividad de los diferentes grupos funcionales. Se enfatizan las
reacciones, comenzando con las de cido-base de Lewis, en el captulo
1, continuando con la ter modinmica y la cintica, en el captulo 4,
y cubriendo la mayor parte de las reacciones de susti tucin, adicin
y eliminacin importantes en los tres captulos que siguen a la
estereoqumica. Las tcnicas espectroscpicas [la espectrocospia
infrarroja (IR), la espectometra de masas (EM) y la espectrocospia
de resonancia magntica nuclear (RMN)] se ven en los captulos 12 y
13, por lo que pueden incluirse en el primer semestre si lo desea.
Esta pronta cobertura es necesaria para permitir el uso efectivo de
la espectroscopia en el laboratorio. No obstante, se ha visto una
gran cantidad de qumica oignica antes de esta digresin en la
determinacin de la estructura. Los principios de la espectroscopia
se practican y refuerzan en los ltimos captulos, donde las
caractersticas espectrales de cada grupo funcional se resumen y
refuerzan por medio de problemas prcticos. Caractersticas clave
FLEXIBILIDAD DE LA COBERTURA No existen dos profesores que enseen
la qumica orgnica exactamente de la misma manera. Este libro abarca
todos los temas fundamentales con detalle, construyendo cada nuevo
concep to sobre lo que se present antes. Se puede dar mayor o menor
nfasis en muchos temas, de pendiendo de la decisin del profesor.
Ejemplos de estos temas son la espectroscopia de RMN del ,3C la
espectroscopia ultravioleta, la conservacin de la simetra orbital,
los aminocidos y las protenas, los cidos nucleicos y los captulos
sobre temas especiales, lpidos y polmeros sintticos. Otra rea de la
flexibilidad est en los problemas. Los conjuntos muy diversos de
pro blemas revisan el material desde varios puntos de vista, y se
proporcionan ms problemas de estudio de los que la mayora de los
estudiantes son capaces de completar. Esta enorme varie dad permite
al profesor seleccionar los problemas ms apropiados para su curso.
TRATAMIENTO ACTUALIZADO Adems de las reacciones clsicas, este libro
abarca muchas de las tcnicas y reacciones ms recientes utilizadas
por los qumicos practicantes. La teora del orbital molecular se
presenta al principio y se usa para explicar los efectos
electrnicos en los sistemas conjugados y arom ticos, reacciones
pericclicas y espectroscopia ultravioleta. La espectroscopia de RMN
del ,3C se trata como la herramienta de rutina en la que se ha
convertido en la mayora de los labora torios de investigacin, y la
tcnica de DEPT se introduce en esta edicin. Tambin se incluyen
muchas de las tcnicas sintticas ms nuevas, como la hidrogenacin y
la epoxidacin asim tricas, el uso del triacetoxiborohidruro de
sodio, la reduccin de Birch, las oxidaciones de Swem, la alquilacin
de 1,3-ditianos, la mettesis de definas y las oxidaciones que usan
clorocromato de piridinio. MECANISMOS DE REACCIN Los mecanismos de
reaccin son importantes en todas las reas de la qumica orgnica,
pero son difciles para muchos estudiantes, quienes caen en la
trampa de memorizar un mecanismo cuando no comprenden por qu
procede de la manera en que lo hace. Este libro enfatiza los
principios usados para predecir mecanismos. Las secciones de
resolucin de problemas desa rrollan las tcnicas bsicas para abordar
los problemas de mecanismos y trabajan para disminuir
30. XX X Prefacio al mnimo la rutina de la memorizacin. Estas
tcnicas destacan la decisin de si la reaccin es de naturaleza cida,
bsica o de radicales libres, rompindola luego en las interacciones
de cido-base de Lewis y usando flechas que empujan electrones para
ilustrar estos pasos indi viduales. Los mecanismos importantes se
realzan colocndolos en los recuadros de Mecanismo y Mecanismo
clave. INTRODUCCIN A LOS MECANISMOS USANDO LA HALOGENACIN DE
RADICALES LIBRES Durante varios aos se han debatido las ventajas y
desventajas del uso de la halogenacin de ra dicales libres para
introducir los mecanismos de reaccin. La principal objecin a la
haloge nacin de radicales libres es que no es una reaccin sinttica
til. Pero las reacciones tiles como la sustitucin nucleoflica y las
adiciones a alquenos se complican por la participacin del disol
vente y otros efectos. La halogenacin de radicales libres en fase
gaseosa permite un tratamien to ms claro de la cintica y la
termodinmica, siempre que se expliquen sus desventajas como una
reaccin sinttica y que los estudiantes estn conscientes de las
limitaciones. SNTESIS ORGNICAS A lo largo de este libro se hace
hincapi en la sntesis orgnica, con explicaciones progresivas del
proceso involucrado en el desarrollo de una sntesis. Se destaca el
anlisis retrosinttico y el estudiante aprende a trabajar de manera
inversa a partir del compuesto objetivo, y en forma directa a
partir de las materias primas para encontrar un intermediario comn.
Se han proporcionado los rendimientos comunes para muchas
reacciones sintticas, aunque espero que los estudiantes no hagan
mal uso de estos nmeros. Con mucha frecuencia los estu diantes
consideran que el rendimiento de un compuesto producido en una
reaccin es una carac terstica fija, de la misma manera que loes el
punto de fusin de un compuesto. En la prctica, varios factores
afectan el rendimiento de los productos, y los valores
bibliogrficos para reacciones aparentemente similares con
frecuencia difieren por un factor de 2 o ms. Los rendimientos dados
a i este libro son los comunes que podra obtener un buen estudiante
con una tcnica excelente. ESPECTROSCOPIA La espectroscopia es una
de las herramientas ms importantes del qumico orgnico. Este libro
desarrolla la teora para cada tipo de espectroscopia y explica las
caractersticas espectrales. Las caractersticas ms tiles y
confiables se resumen en un nmero pequeo de reglas generales que
permiten al estudiante interpretar la mayora de los espectros sin
buscar o memorizar grandes tablas de informacin. Para uso de
referencia, se proporcionan como apndices tablas comple tas de la
informacin de RMN e IR, y una versin ms completa de las reglas de
Woodward-Fieser para el UV. Este mtodo es muy efectivo con la
espectroscopia IR y de RMN, y con la espectrometra de masas. Se dan
las reglas practicas para ayudar a los estudiantes a ver qu
informacin est disponible en el espectro y qu caractersticas
espectrales corresponden con qu caractersticas estructurales. Los
problemas resueltos muestran cmo se combina la informacin a partir
de varios espectros para proponer una estructura. El objetivo es
ayudar a los estudiantes a desarrollar un sen timiento intuitivo
para el uso de la espectroscopia en la resolucin de problemas
estructurales. NOMENCLATURA A lo largo del libro se destaca la
nomenclatura de la IUPAC, pero tambin se explica la nomen clatura
comn, la cual se usa para desarrollar la confianza de los
estudiantes. El ensear slo la nomenclatura de la IUPAC podra
justificarse en la teora, pero pondra en desventaja a los estu
diantes en estudios posteriores y al usar la bibliografa. La mayor
parte de la bibliografa de qumica, biologa y medicina usa nombres
como metil etil cetona, cido isovalrico, ter metil frf-butlico,
cido y-aminobutrico y e-caprolactama. Este libro seala por qu con
frecuencia se prefiere la nomenclatura sistemtica, aunque tambin
promueve la familiaridad con los nom bres comunes.
31. He disfrutado trabajar en esta nueva edicin y he tratado de
que no haya errores en el texto, pero no dudo de que se habrn ido
algunos. Si encuentra un error o tiene sugerencias sobre cmo
mejorar el libro, por favor hgamelo saber (L. G. Wade, Whitman
College, Walla Walla, WA 99362: e-mail [email protected]). Los
errores pueden corregirse rpido en la siguiente impresin. Ya he
comenzado un archivo de cambios posibles y mejoras para la octava
edicin, y espero que muchos de los usuarios actuales contribuyan
con sugerencias. Espero que este li bro haga su trabajo ms sencillo
y ayude a que ms estudiantes tengan xito. sta es la razn ms
importante de por qu lo escrib. RECURSOS PARA EL PROFESOR (EN
INGLS) En la pgina web del libro encontrar material de apoyo como
preguntas CRS interactivas; lecturas en PowerPoint; el Test Bank,
un banco de datos en archivos de Word; y el TestGen, una versin
computarizada del Test Item File (archivo de pruebas) que permite a
los profesores crear y ajustar exmenes de acuerdo con sus
necesidades. Agradecimientos Pearson agradece a los centros de
estudio y profesores usuarios de esta obra su apoyo y retro-
alimentacin, elemento fundamental para esta nueva edicin de Qumica
orgnica. ESPAA Miguel ngel Maestro Saavedra ngel Manuel Montaa
Pedrero Miguel Ferrero Fuertes MXICO Distrito Federal Enrique Sols
Garca Irma Salgado Escobar Adonay Elias Jimnez Graciela Canseco
Melchor Mara del Carmen Doria Serrano Martha Ibargengoitia Correa
Susana Ortiz de Elguea Ruigomez Estado de Mxico Fredy Cullar Robles
Mnica Patricia Silva Jimnez Gabriel Arturo Arroyo Razo Jos Luis
Aguilera Fuentes Olivia Noguez Crdova Guanajuato Teresa Snchez Prez
Hidalgo scar Rodolfo Surez Castillo Universidad de A Corua
Universidad de Barcelona Departamento de Qumica Orgnica Universidad
de Oviedo Instituto Tecnolgico y de Estudios Superiores de
Monterrey, campus Ciudad de Mxico Universidad Iberoamericana
Instituto Tecnolgico de Toluca Instituto Tecnolgico y de Estudios
Superiores de Monterrey, campus Toluca Escuelade Ingeniera
yArquitectura Universidad Nacional Autnoma de Mxico Facultad de
Estudios Superiores Cuautitln Instituto Tecnolgico de Celaya
Universidad Autnoma del Estado de Hidalgo Jalisco Virginia Maran
Ruiz Nuevo Len Ramiro Quintanilla Licea Norma Tiempos Flores Olivia
Carolina Porras Andujo Puebla Qoria Isabel Moreno Morales Lydia
Mara Prez Daz Felipe Crdova Lozano Miguel ngel Mndez Rojas San Luis
Potos Elisa Leyva Ramos Ikmaulipas Ramiro Garza Molina Veracruz
Gerardo Valerio Alfaro Prefacio xxxi Centro Universitario de Los
Lagos Universidad de Guadalajara Universidad Autnoma de Nuevo Len
Facultad de Ciencias Biolgicas Universidad Autnoma de Nuevo Len
Facultad de Ciencias Qumicas Benemrita Universidad Autnoma de
Puebla Facultad de Ingeniera Qumica Universidad de las Amricas,
Puebla Universidad Autnoma de San Luis Potos Facultad de Ciencias
Qumicas Universidad Autnoma de Tamaulipas Unidad Acadmica
Multidisciplinaria Reynosa-Rodhe Instituto Tecnolgico de
Veracruz
32. xxxii Prefacio Reconocimientos Me complace agradecer a
tanta gente talentosa que ayud con esta revisin. Sobre todo, a Jan
Simek, autor del Manual de soluciones, quien constantemente me ha
dado excelentes consejos y juicios razonables a lo largo de varias
ediciones de este libro. En esta edicin, Jan rea liz aportaciones
en todas las revisiones de los captulos y ayud con la escritura de
la nueva seccin sobre la mettesis de definas. Tambin es coautor de
la mayora de los problemas nuevos y de todas las respuestas a los
problemas seleccionados. Gracias en particu lar a John Murdzek y
Ray Mullaney, quienes realizaron miles de sugerencias tiles a lo
largo del proceso de escritura y revisin, y quienes ayudaron a dar
forma a esta nueva edicin. Me gustara agradecer a los revisores por
su valiosa percepcin y comentarios. Aunque no adopt todas sus
sugerencias, la mayora ftieron tiles y contribuyeron a la calidad
del producto final. Revisores de la sptima edicin Jung-Mo Ahn
Arthur J. Ashe Merritt B. Andrus David Brown Kristen Meisenheimer
Stephen A. Miller Guillermo Moyna Anthony J. Pearson Stanley
Raucher David Son Joseph B. Wchter University of Texas at Dallas
University of Michigan Brigham Young University St. Johns
University Cal Polytechnic at San Luis Obispo University of Florida
University of the Sciences in Philadelphia Case Western Reserve
University University of Washington Southern Methodist University
Michigan State University Revisores de la sexta edicin Bill Baker
Barry Coddens Barbara Colonna Chris Gorman Geneive Henry William
Jenks Przemyslaw Maslak Rabi Musah Allan Pinhas Suzanne Ruder Maria
de Graca Vicente University of South Florida Northwestern
University University of Miami North Carolina State University
Susquehanna University Iowa State University Pennsylvania State
University University at Albany University of Cincinnati Virginia
Commonwealth University LouisianaState University Revisores del
manuscrito de la sexta edicin David Alonso Dan Becker John Berger
Bob Bly Mary Boyd Hindy Bronstein Philip Brown Christine Brzezowski
Patrick Buick David Cantillo Dee Ann Casteel Amber Charlebois Cai
Chengzhi Jamie Lee Cohen Richard Conley Robert Crow William
Donaldson Aouad Emmanuel Malcolm Forbes Anne Gaquere Rainer Glaser
Andrews University Loyola University Montclair State University
University of South Carolina Loyola University, Chicago Fordham
College at Lincoln Center North Carolina State University
University of Alberta Florida Atlantic University Hillsborough
Community College Bucknell University William Paterson University
University of Houston Pace University Middlesex County College St.
Louis College of Pharmacy Marquette University Rutgers University,
Newark Campus University of North Carolina, Chapel Hill State
University of West Georgia University of Missouri,Columbia Steven
Graham Fathi Halaweish Julius Harp Christine Hermann Kathy Hess
Steve Holmgren Angela King Vfera Kolb Paul Kropp Scott Lewis Guigen
Li Helena Malinakova Mark Mascal John Masnovi John McBride Martin
McClinton James R. McKee Gary Miracle Gholam Mirafzal Tom Mitzel
David Modarelli Andrew Morehead Richard Morrison Thomas Nalli
Michael Nee Mark Niemczyk Glenn Nomura Patrick OConnor Cyril
Parkanyi Anthony Pearson John Penn James Poole Owen Priest John
Rainier Kirk Schanze David Shultz Joseph Sloop Luise Strange John
Struss Joseph Tufariello Kent Voelkner Dan Von Riesen Sheild
Wallace Lisa Whalen St. Johns University, Jamaica South Dakota
State University North Carolina A&T University Radford
University Cypress College Montana State University Wake Forest
University University of Wisconsin,Parkside University of North
Carolina,Chapel Hill James Madison University Texas Tech University
University of Kansas University of California, Davis Cleveland
State University Northwest Vista College Brevard Community College
University of the Sciences in Philadelphia Texas Tech University
Drake University Trinity College University of Akron East Carolina
University University of Georgia Winona State University University
of California, Berkeley Wheaton College Georgia Perimeter College
Rutgers University Florida Atlantic University Case Western Reserve
University West Virginia University Ball State University
Northwestern University University of Utah University of Florida
North Carolina State University United States Military Academy
Georgia Perimeter College University of Tampa University at Buffalo
Lake Superior State College Roger Williams University Albuqueique
Technical Vocational Institute University of New Mexico Revisores
de precisin de la sexta edicin Thomas Nalli Winona State University
Susan Schelble University of Colorado at Denver Por ltimo, deseo
agradecer a la gente de Prentice Hall, cuya dedicacin y
flexibilidad contribuyeron para concluir satisfactoria mente este
proyecto. A la editora asistente Carol DuPont y a la editora en
jefe Nicole Folchetti por mantener el proyecto en marcha, ase
gurando que los recursos necesarios estuvieran disponibles y
realizando muchos comentarios y sugerencias tiles. A la editora de
produccin Rebeca Dunn quien mantuvo el proceso de produccin
organizado, por buen camino y en los tiempos previstos. Ha sido un
placer tra bajar con todas estas personas tan profesionales y
competentes. L. G. Wade, Jr. Walla Walla, Washington
33. Cmo puede ayudarle su texto a pensar en la qumica orgnica
de manera diferente? En las siguientes pginas encontrar un resumen
breve de algunas de las caractersticas empleadas para guiarlo a lo
largo de este curso. Se proporcionan varios tipos de ayudas de
estudio para enfatizar y revisar los puntos ms importantes, y el
texto usa una gama de colores que le dir cmo identificar cada ayuda
y su propsito. Piense en azul Eche un vistazo a las caractersticas
en azul para ayudarle a orga nizar y revisar el material. Piense en
verde Revise las caractersticas en verde que le ayudan a resolver
problemas.
34. PIENSE EN Azul Sustitucin nucleojlica 1 1 C C + N uc: 1 o 1
o 1 + :X: H =X = H Nuc Iconos de primera exposicin En este texto
aparecen cientos de reacciones, y muchos tipos de reacciones
aparecen varias veces. Los iconos de primera exposicin, una mano
azul apuntando, indican la introduccin de una reaccin importante.
Cuando estudia estas reacciones, este cono le ayudar a saber cundo
est viendo una reaccin por primera vez. REGLA DE ZAITSEV : en las
reacciones de eliminacin predomina el alqueno ms sustituido. R2C =
C R 2 > R2C = C H R > R H C = C H R y R C = C H 2 > R H C
= C H 2 tctrasusliluido (risustituidu disustituido monosustituido
Reglas Las reglas bien conocidas, las ideas importantes y las
definiciones clave se resaltan en letras azules. Esto es primordial
para la comprensin del material del captulo correspondiente. Ms
ayudas para organizar su estudio Los resmenes de reacciones
incluyen referencias cruzadas a reacciones que se explican en otra
parte. Los glosarios al final de cada captulo definen y explican
los trminos tcnicos abordados y le ayu dan a repasar el material
del captulo. Las tablas de resumen sirven para comparar y
contrastar el material y lo conduce a un resumen conciso cuando
existe una gran cantidad de informacin.
35. Este libro usa un esquema de colores para ayudarle a
identificar cada ayuda y su propsito. Las caractersticas en AZUL le
facilitan la organizacin y repaso del material. Racemizacin en la
reaccin S^l___________________________________________ Ij reaccin
Ss I involucra una ionizacin para formar un carbocalin plano, el
cual puede ser alocado desde cualquier pane. Paso I: la ionizacin
de un carbono letracdrico genera un earbocatin plano. 0 f - ^ * '
Paso 2: un nuclcfik) puede atacar cualquier lado del carbocalin. T
c / N Nuc retencin inversin Estos dos productos pueden ser
diferentes si el tomo de carbono es estereognico. o; Nuc:' desde
arriba desde abajo Nuc: MECANISMO 6-5 Recuadros de mecanismos Los
recuadros de mecanismos le ayudan a comprender cmo se llevan a cabo
las reacciones, enfocndose en los pasos individuales de cada
reaccin. Tienen encabezados grandes en azul para que pueda
localizarlos con facilidad a medida que hojea el libro. Recuadros
de mecanismos dave Marcados por un cono de llave, los MECANISMOS
CLAVE son los principios mecnicos fundamentales que vuelven a
utilizarse durante el curso. Son las piezas que componen la mayora
de los dems mecanismos. Encontrar una lista completa de estos
mecanismos en la tabla de contenido de este libro. MECANISM O CLAVE
6-8 La reaccin E1 l a reaccin El necesita una ionizacin para formar
un carbocalin intermediario, al igual que la Ss I. por lo que tiene
el mismo orden de reactividad: 3o > 2 Io. Una base (por lo
general dbil) desprotona al earbocatin para formar un alqueno. Paso
I: ionizacin unimolccular para formar un earbocatin (limitante de
la rapidez). -??r I / ~ r c + H :X: Paso 2: la dcsprotonacin
mediante una base dbil (generalmente el disolvente) genera el
alqueno (rpido). I // B: C C -*= B H + C = C |J/ H
36. PIENSE EN Verde Estrategias para resolver problemas Abordar
la resolucin de proble mas puede ser desafiante para muchos
estudiantes, y estas estrategias le ayudan a dividir bs problemas
en piezas ms sen cillas. Se proporcionan mtodos para resolver
problemas complica dos, como los que requieren pro poner mecanismos
y desarrollar sntesis de varios pasos. Sirven oomo un punto
inicial, no una ruta garantizada para las respuestas. E S T R A T E
G IA P A R A R E S O LV E R P R O B L E M A S PREDICCIN DE
SUSTITUCIONES NUCLEOFLICAS Y ELIMINACIONES SNI =*- R+ + : X : Nucy
---- R Ntic (rpida) / > Nuc (>~- + JX : i +/ CC + X * (lenta)
I N H/ B H + ^ 0 = 0 ^ (rpida) : c = c r + B H + :X Dado un
conjunto de reactivos y disolventes, cmo puede predecir qu
productos resultarn y cules mecanismos estarn involucrados? Debe
memorzar toda esta teora sobre sustituciones nucleoflicas y
eliminaciones? En este punto, algunas veces los estudiantes se
sienten abrumados. Memorizar no es la mejor manera de abordar este
material, ya que las respuestas no son absolu tas y hay muchos
factores involucrados. Adems, el mundo real con sus reactivos y
disolventes reales no es tan limpio como nuestras ecuaciones en el
papel. La mayora de los nuclcfilos tambin son bsicos, y la mayora
de las bases tambin son nucleoflicas. Muchos disolventes pueden
solvatar iones o reac cionar como nuclefilos. o ambos. Revisaremos
los factores ms importantes que determinan la ruta de una reaccin y
los organizaremos en una secuencia que le permita predecir tanto
como sea posible. El primer principio que se debe comprender es que
no siempre podemos predecir un producto nico o un mecanismo nico.
Con frecuencia, lo mejor que podemos hacer es eliminar algunas de
las posibilidades y hacer algunas buenas predicciones. Recuerde
esta limitacin, aqu hay algunas pautas generales:
37. Cuando necesite ayuda para la resolucin de problemas,
busque las caractersticas en VERDE, como Estrategia para resolver
problemas, Consejo para resolver problemas y Habilidades esenciales
para resolver problemas. Consejo para resolver problemas Estas
sugerencias aparecen al margen del texto y le recuerdan los hechos
o principios que pueden ser de utilidad para la resolucin de tipos
comunes de problemas. Son consejos que le proporciona el autor a
sus estudiantes para ayudarles a resolver problemas y repasar para
los exmenes. para resolver ConsejO problem as No intente memorizar
todo lo que vio en este captulo. Intente comprender lo que ocurre
en las diferentes reacciones. Cierta memorizacin es necesaria, pero
si slo memoriza todo, no podr predecir nuevas reacciones.
Habilidades esenciales para resolver problemas del captulo 1.
Nombrar correctamente los haluros de alquilo e identificarlos como
primarios, secundarios o ter ciarios. 2. Predecir los productos de
las reacciones S ^ l, SN2, El y E2. incluida su estereoqumica. 3.
Plantear los mecanismos y perfiles de energa de las reacciones Sn I
. Sn2, El y E2. 4. Predecir y explicar el reordenamiento de
carbocationes en reacciones de primer orden. 5. Predecir cules
sustituciones nucleoflicas o eliminaciones sern ms rpidas, de
acuerdo con las diferencias relacionadas con el sustrato,
base/nuclefilo, grupo saliente o disolvente. 6 . Predecir si una
reaccin ser de primer o de segundo orden. 7. Cuando sea posible,
predecir si predominar la sustitucin nuclcoflica o la eliminacin. 8
. Utilizar la regla de Zaitsev para predecir los productos
principal y secundario de una eliminacin. Habilidades esenciales
para resolver problemas Esta lista, que se encuentra al final de
cada captulo, le recuerda las habilidades que nece sita para
resolver los problemas comunes asociados con ese material del
captulo. La lista puede sealar conceptos que debera repasar, o
sugerir tipos de problemas y soluciones que no ha considerado. Esta
lista con frecuencia es un buen preludio para resolver los
problemas de final de captulo.
38. C A P I T U L O INTRODUCCIN Y REPASO La definicin moderna
de qumica orgnica es la qumica de los compuestos del carbono. Qu
tiene de especial el carbo no que toda una rama de la qumica se
dedica a estudiar sus com puestos? A diferencia de la mayora de los
otros elementos, el carbono forma enlaces fuertes con otros tomos
de carbono y con una amplia variedad de elementos. Se pueden
generar ca denas y anillos de tomos de carbono para formar una
variedad infinita de molculas, y es esta diversidad de compuestos
del carbono la que representa la base de la vida en la Tierra. Los
seres vivos estn formados principalmente de compuestos orgnicos
complejos, los cuales se ocu pan de las funciones estructurales,
qumicas o genticas. El trmino rgnico significa literalmente
derivado de los organismos vivos . En un prin cipio, la ciencia de
la qumica orgnica se encargaba del estudio de los compuestos
extrados de organismos vivos y de sus productos naturales.
Compuestos como el azcar, urea, almidn, ceras y aceites vegetales
se consideraban orgnicos ,y la gente aceptaba el Vitalismo, la
creen cia de que los productos naturales necesitaban una fuerza
vital para producirlos. La qumica orgnica estudiaba entonces a los
compuestos que tenan una fuerza vital, mientras que la qumica
inorgnica estudiaba los gases, las piedras, los minerales y los
compuestos que podan generarse a partir de ellos. En el siglo xix,
ciertos experimentos mostraron que los compuestos orgnicos podan
sin tetizarse a partir de compuestos inorgnicos. En 1B28, el qumico
alemn Friedrich Whler transform al cianato de amonio, formado a
partir de amoniaco y cido cinico, en urea simple mente al
calentarlo en ausencia de oxgeno. O NH+ OCN cianato de amonio
(inorgnico) calor * KJM C NH, urea Los orgenes de la qumica orgnica
(orgnico) La urea siempre haba provenido de organismos vivos y se
presuma que contena la fuerza vital, aunque el cianato de amonio es
inorgnico y por lo tanto carece de la fuerza vital. Varios qumicos
argumentaron que algn rastro de la fuerza vital de las manos de
Whler seguramen te haba contaminado la reaccin, pero la mayora
admiti la posibilidad de sintetizar com puestos orgnicos a partir
de inorgnicos. Se realizaron muchas otras sntesis, y al final se
descart la teora de la fuerza vital. Como a principios del siglo
xix se refut el Vitalismo, se podra pensar que en la actua lidad la
teora ya no existe, pero estara equivocado! El Vitalismo persiste
hoy en da en las mentes de aquellos que creen que las vitaminas,
compuestos saborizantes, etctera, naturales (derivados de las
plantas) son de cierta manera diferentes y ms saludables que los
compues tos idnticos artificiales (sintetizados). Corazn artificial
autosuficiente de Abiomed, el cual se implant por primera vez en un
paciente el 2 de julio de 2001. El armazn externo es de
policarbonato, y las vlvulas y la cmara interna son de poliuretano.
1
39. 2 CAPTULO 1 Introduccin y repaso Uno de los efectos de la
nicotina es aumentar la concentracin de dopamina, una sustancia
qumica del sistema de recompensa del cerebro. La liberacin de esta
sus tancia hace que los fumadores se sientan bien y refuerza la
necesidad de fumar. Como qumicos sabemos que los compuestos
derivados de las plantas y los compuestos sintetizados son
idnticos. Si asumimos que son puros, la nica forma de distinguirlos
es me diante datacin utilizando ,4C: los compuestos sintetizados a
partir de petroqumicos tienen un contenido menor de ,4C radiactivo
y parecen antiguos debido a que su ,4C ha disminuido con el tiempo.
Los compuestos derivados de las plantas se han sintetizado
recientemente a partir del CO2 del aire, por lo que stos tienen
mayor contenido de ,4C. Algunos proveedores importantes de
productos qumicos ofrecen anlisis de la relacin de istopos para
mostrar que sus produc tos naturales tienen mayor contenido de ,4C
y que se derivan de las plantas. Estos anlisis sofisticados dan un
aire de alta tecnologa a esta forma de Vitalismo del siglo xxi. Aun
cuando los compuestos orgnicos no necesitan una fuerza vital, de
todas maneras se diferencian de los compuestos inorgnicos. La
caracterstica distintiva de los compuestos orgnicos es que todos
contienen uno o ms tomos de carbono. Sin embargo, no todos los
compuestos de carbono son sustancias orgnicas; sustancias tales
como el diamante, grafito, dixido de carbono, cianato de amonio y
carbonato de sodio se derivan de minerales y tienen propiedades
inorgnicas tpicas. No obstante, la mayora de los millones de
compuestos del car bono se clasifican como orgnicos. En gran medida
los seres humanos estamos formados por molculas orgnicas y nos
nutri mos con los compuestos orgnicos de los alimentos. Las
protenas de nuestra piel, los lpidos de las membranas celulares, el
glucgeno del hgado y el ADN que se encuentra en el ncleo de
nuestras clulas son todos compuestos oignicos. Nuestro cuerpo
tambin es regu lado y defendido por compuestos orgnicos complejos.
nicotina Cuatro ejemplos de compuestos orgnicos en organismos
vivos. El tabaco contiene nicotina, un alcaloide adictivo. Los
escaramujos contienen vitamina C, esencial para prevenir el
escorbuto. El colorante rojo carmn proviene de las cochinillas, las
cuales se muestran en el nopal. Las amapolas contienen morfina, un
alcaloide analgsico y adictivo. Una de las razones por las cuales
los qumicos sintetizan derivados de compuestos orgnicos complejos
como la morfina es el descubrir nuevos frmacos que conserven las
propiedades benficas (analgsicos potentes), pero no las propiedades
nocivas (altamente adictivas). Los qumicos han aprendido a
sintetizar o simular muchas de estas molculas complejas. Los
productos sintticos sirven como frmacos, medicamentos, plsticos,
pesticidas, pinturas y fibras. Muchos de los avances mdicos ms
importantes son en realidad avances en la qumica orgnica. Se
desarrollan nuevos frmacos sintticos para combatir enfermedades, y
los nuevos polmeros son moldeados para reemplazar rganos daados. La
qumica orgnica ha cerrado el crculo. Comenz como el estudio de los
compuestos derivados de rganos, y ahora nos pro porciona los
frmacos y materiales que necesitamos para salvar o sustituir dichos
rganos. vitamina C c h 2o h HCOH carmn morfina
40. 1-2 Principios de la estructura atm ica 3 Antes de comenzar
a estudiar qumica orgnica, debemos repasar algunos principios
bsicos. Los conceptos de la estructura atmica y molecular son
cruciales para comprender la estructura y los enlaces de los
compuestos orgnicos. 1-2A Estructura del tomo Los tomos estn
formados por protones, neutrones y electrones. Los protones tienen
carga po sitiva y se encuentran junto con los neutrones (sin carga)
en el ncleo. Los electrones, los cuales tienen una caiga negativa
de igual magnitud a la carga positiva del protn, ocupan el espacio
que rodea al ncleo (figura 1-1). Los protones y neutrones tienen
masas parecidas, aproximadamen te 1800 veces la masa de un electrn.
Casi toda la masa del tomo se concentra en el ncleo, pero son los
electrones quienes participan en los enlaces y en las reacciones
qumicas. Cada elemento se distingue por el nmero de protones en el
ncleo (el nmero atmico). El nmero de neutrones en general es muy
similar al nmero de protones, aunque el nmero de neutrones puede
variar. Los tomos con el mismo nmero de protones pero diferente
nmero de neutrones se conocen como istopos. Por ejemplo, la clase
ms comn de tomos de car bono tienen seis protones y seis neutrones
en su ncleo. Su nmero de masa (la suma de pro tones y neutrales) es
12, y escribimos su smbolo como 12C. Aproximadamente el 1 por
ciento de los tomos de carbono tiene siete neutrones; el nmero de
masa es 13 y se escribe 13C. Una fraccin muy pequea de los tomos de
carbono tiene ocho neutrones y un nmero de masa de 14. El istopo
,4C es radiactivo, con una vida media (el tiempo que toma para que
la mi tad de los ncleos decaigan) de 5730 aos. El decaimiento
predecible del 14C se utiliza para de terminar la antigedad de los
materiales orgnicos de hasta 50,000 aos. 1-2B Estructura electrnica
del tomo Las propiedades qumicas de un elemento se determinan
mediante el nmero de protones en el ncleo y el correspondiente
nmero de electrones alrededor de ste. Los electrones forman enlaces
y determinan la estructura de las molculas resultantes. Debido a
que son pequeos y ligeros, los electrones presentan propiedades
tanto de partculas como de ondas; en muchos sentidos, los
electrones de tomos y molculas se comportan ms como ondas que como
partculas. Los electrones que estn alrededor del ncleo se
encuentran en orbitales. El principio de incertidutnbre de
Heisenberg establece que nunca podemos determinar exactamente en
dnde se encuentra el electrn; sin embargo, podemos determinar la
densidad electrnica, la probabilidad de encontrar al electrn en una
parte especfica del orbital. Entonces, un orbital es un estado de
energa permitido para un electrn, con una funcin de probabilidad
asociada que define la distribucin de la densidad electrnica en el
espacio. Los orbitales atmicos se agrupan en distintas capas a
diferentes distancias del ncleo. Cada capa se identifica mediante
un nmero cuntico principal, n, con n = 1para la capa de menor
energa y ms cercana al ncleo. Conforme n aumenta, las capas se
alejan del ncleo, tienen mayor energa y pueden albergar a ms
electrones. La mayora de los elementos co munes de los compuestos
orgnicos se encuentran en las dos primeras filas (periodos) de la
tabla peridica, lo que indica que sus electrones se encuentran en
las dos primeras capas electrnicas. La primera capa (n 1) puede
alojar dos electrones, y la segunda (n 2) puede alojar ocho. La
primera capa electrnica slo contiene al orbital 15. Todos los
orbitales s son simtri camente esfricos, lo que significa que son
no direccionales. La densidad electrnica es nica mente funcin de la
distancia desde el ncleo. La densidad electrnica del orbital ls
aparece en la figura 1-2. Observe que la densidad electrnica es
mayor en el ncleo y disminuye ex ponencialmente al aumentar la
distancia desde el ncleo. Podemos imaginar al orbital ls como un
capullo de algodn, con la semilla a i medio representando el ncleo.
La densidad del algodn es ms elevada cerca de la semilla, y se hace
menos densa a distancias mayores de este ncleo . La segunda capa
electrnica consiste en los orbitales 2s y 2p. El orbital 2s es
simtri camente esfrico como el orbital ls, pero su densidad
electrnica no es una simple funcin exponencial. El orbital 2s tiene
una cantidad ms pequea de densidad electrnica cercana al ncleo. La
mayor parte de la densidad electrnica est muy alejada, ms all de
una regin de densidad electrnica cero llamada nodo. Debido a que la
mayor parte de la densidad electro- Principios de la estructura
atmica nube de electrones ncleo (protones y neutrones) FIGURA 1-1
Estructura atmica bsica. Un tomo tiene un ncleo denso, cargado
positivamente y rodeado por una nube de electrones. Energas
relativas de los orbitales energa 2 p x 2 p 2 p . 25 ls
41. 4 CAPTULO 1 Introduccin y repaso FIGURA 1-2 Grfica y
diagrama del orbital atmico l.L a densidad electrnica es ms elevada
en el ncleo y disminuye exponencialmente cuando la distancia desde
el ncleo aumenta en cualquier direccin. nica del 2s est ms alejada
del ncleo que la del ls, el orbital 2s tiene mayor energa. La fi
gura 1-3 presenta una grfica del orbital 2s. Adems del orbital
2s,la segunda capa tambin contiene tres orbitales atmicos 2p, orien
tados respectivamente en cada una de las tres direcciones
espaciales. Estos orbitales se cono cen como 2px, 2py y 2pz,de
acuerdo con su direccin a lo largo de los ejes x, y o z. Los
orbitales 2 p tienen ligeramente mayor energa que los 2 s, ya que
la ubicacin promedio de un electrn en un orbital 2p se encuentra ms
alejada del ncleo. Cada orbital p consiste en dos lbulos, cada uno
a ambos lados del ncleo, con un plano nodal en el ncleo. El plano
nodal es una regin espacial plana, la cual incluye al ncleo, con
una densidad electrnica igual a cero. Los tres orbitales 2 p
difieren slo en su orientacin espacial, por lo que tienen energas
idnticas. Los orbitales con energas idnticas se conocen como
orbitales degenerados. La figura 1-4 muestra las formas de los tres
orbitales atmicos degenerados 2p. M FIGURA 1-3 Grfica y diagrama
del orbital atmico 2s. El orbital 2s tiene una pequea regin de alta
densidad electrnica cercana al ncleo, pero la mayor parte de la
densidad electrnica se encuentra alejada de l, ms all de un nodo, o
regin de densidad electrnica cero.
42. 1-2 Principios de la estructura atmica densidad electrnica
nodo ; distancia desde el ncleo i ncleo direcciones de los ejes
(zsale hacia nosotros) orbital 2px los orbitales 2px, 2py y 2pz se
superponen en ngulos de 90 El principio de exclusin de Pauli nos
dice que cada orbital puede albergar un mximo de dos electrones,
dado que sus espines estn apareados. La primera capa (un orbital
ls) puede alojar dos electrones. La segunda capa (un orbital 2s y
tres orbitales 7p) puede albergar ocho electrones, y la tercera
capa (un orbital 3s, tres orbitales 3p y cinco orbitales 3d) puede
alojar 18 electrones. FIGURA 1-4 Orbitales 2p. Los tres orbitales
2p se encuentran orientados en ngulos ectos entre s. Cada uno se
marca de acuerdo con su orientacin a lo largo del eje jc, y o z.
1-2C Configuraciones electrnicas de los tomos En alemn aujbau
significa construir , y el principio de aujbau nos indica cmo
elaborar la configuracin electrnica de un tomo en su estado basal
(el ms estable). Si comenzamos con el orbital de menor energa,
llenamos los orbitales en orden hasta haber aadido el nmero
adecuado de electrones. La tabla 1-1 muestra las configuraciones
electrnicas de los elemen tos que se encuentran en las dos primeras
filas de la tabla peridica en su estado basal. TABLA 1-1
Configuraciones electrnicas de b s elem entos de la prim era y
segunda filas Elemento Configuracin Electrones de valencia H l i 1
1 He ls2 2 Li 1^251 1 Be ls2* 2 2 B 1f r s h p l 3 C 1s22shp2pl 4 N
1sL'ls27p2p2p 5 O s12 sh p 2 p h p iz 6 F s22s^2p2pp.plz 7 Ne
s*2s22p*2pp.p* 8
43. 6 CAPTULO 1 Introduccin y repaso FIGURA 1-5 Las tres
primeras filas (periodos) de la tabla peridica. La organizacin de
la tabla peridica
