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CONVENCIN DE LAS FLECHAS CURVAS PARA EL MOVIMIENTO DE LOS
ELECTRONES
Para uniformar criterios sobre la representacin de los
mecanismos de reaccin y
estructuras de resonancia, en donde estn involucrados los
movimientos de electrones, es conveniente tener en consideracin las
reglas emitidas en la convencin de las flechas curvas,* las cuales
se enlistan a continuacin:
1. Una flecha curva indica movimiento de un par de electrones
(ya sea de un enlace triple, doble, o sencillo; o bien, de un par
de electrones no compartidos) hacia una posicin adyacente o vecina
indicada por la punta de la flecha.
2. El tomo al pie de la flecha se hace ms positivo en una carga
y el tomo en la punta
de la flecha ms negativo en una carga.
3. Si un par de electrones se mueve hacia un tomo, otro par debe
de salir de ste, de tal manera que no se exceda el octeto.
Hay dos excepciones obvias a esta regla:
a) Cuando un tomo tiene su octeto incompleto.
N BR
R R
RN B
R
R R
R
Tiene su octeto incompleto b) Con los tomos del tercer periodo,
que pueden expandir su capa de valencia (octeto)
aceptando un par de electrones en orbitales d.
R3P CH
HR3P C
H
H
4. Las flechas curvas claramente indican la estructura del
producto. Se pueden escribir flechas curvas en el producto para que
se revierta a la forma original. Si dos estructuras de resonancia
no se pueden interconvertir por el uso de esta regla, entonces una
de ella es incorrecta.
5. La polarizacin natural de un doble enlace, entre dos tomos
diferentes, es en
direccin hacia el tomo ms electronegativo; esta ser la direccin
ms importante de movimiento de electrones al generar estructuras de
resonancia. De igual manera, otros movimientos importantes de
electrones procedern hacia sitios positivos y alejados de los
negativos.
______________ Reglas tomadas del libro: Hendrickson, J.B.,
Cram, D.J., and Hammond, G.S., Organic Chemistry, Third Edition,
McGraw-Hill Book Company, New York, USA, 1970, p. 158
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Las reglas anteriores se ilustran con los ejemplos
siguientes:
1. (a)
2. (a)
O
H
123
O
H
12
3
O
H1
23
(b) (c)
O
H
12
3
O
H1
23
O
H1
23
(b) (c)
Comentarios relacionados con las representaciones anteriores.
Ejemplo 1:
(a) La flecha curva parte del centro del enlace doble C2=C3,
indicando que el par de electrones , se mueve hacia el carbono 2
sealando por la punta de la flecha.
(b) El carbono 3 cedi el par de electrones que comparta con el
carbono 2 y adquiri una carga formal positiva, el carbono 2 gan el
par de electrones y adquiri una carga formal negativa. La flecha
curva que parte de la carga negativa o par de electrones no
compartidos, en el carbono 2, indica que se mueve el par de
electrones para formar un enlace doble entre el carbono 2 y el 1.
Para no exceder el octeto del carbono 1, se mueve el par de
electrones , partiendo del centro del enlace entre el carbono 1 y
el oxgeno, hacia este ltimo, indicado por la punta de la flecha.
Ejemplo 2: a) La flecha curva parte del centro del enlace doble
carbono1-oxgeno, indicando que el
par de electrones se mueve hacia el tomo ms electroatrayente
(oxgeno), representado por la punta de la flecha.
b) El carbono 1 cedi el par de electrones que comparta con el
oxgeno y adquiri una
carga formal positiva, el oxgeno gan un par de electrones y
adquiri una carga formal negativa. La flecha que parte del centro
del enlace doble carbono 2-carbono 3 indica que el par de
electrones se mueve hacia el centro del enlace carbono2- carbono1,
deficiente de electrones.
c) El carbono 3 cedi el par de electrones que comparta con el
carbono 2 y adquiri
una carga formal positiva, el carbono 2 no sufri cambio alguno
en el movimiento del par de electrones , el carbono 1 qued neutro
al compartir el par de electrones con el carbono2.
En ambos casos se pueden regenerar las estructuras originales de
la acrolena, por
movimientos de pares de electrones, empleando flechas curvas en
el sentido inverso. Para el ejemplo 1:
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1. (a) (b) (c)O
H1
23
O
H
12
3
O
H
123
Para el ejemplo 2
(c)2. (a)O
H1
23
(b)O
H
12
3
O
H
12
3
Algunas representaciones incorrectas que frecuentemente se
emplean para ilustrar el uso de flechas curvas en los mecanismos de
reaccin son las siguientes:
R
O H
H
Br R
Br+ OH2(a)
La flecha curva que parte del ion bromuro hacia el carbono
cumple con las reglas anteriores, ya que el inicio de la flecha
parte de un par de electrones no compartidos y llega a un carbono
que a su vez da un par de electrones. La segunda flecha curva no
cumple con las reglas, ya que no inicia en ningn enlace triple,
doble, sencillo; o bien en un par de electrones no compartidos. De
igual manera, la punta de la flecha no llega a algn tomo o receptor
de un par de electrones.
R
O H
H
R
O H + H(b)El inicio no indica la procedencia de los electrones,
adems, se lleva un par de electrones
La punta no indica la parte receptora del par de electrones
Para que las representaciones anteriores tuvieran flechas curvas
acordes con las reglas descritas deberan ser:
R
O H
H
Br R
Br+ OH2(a) 1
1
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R
O H
H
R
O H + H(b)El inicio indica la procedencia de los electrones
La punta indica la parte receptora de electrones
Con el ejemplo anterior (a), la flecha curva larga parte del par
de electrones no compartidos del ion bromuro y llega al tomo 1,
sealado por la punta de la flecha. La simbologa anterior da a
entender que se forma un enlace entre el bromo y el carbono 1; a su
vez, que este carbono, al recibir el par de electrones, y por tener
su octeto completo, suelta el par de electrones al oxgeno positivo,
el cual quedar neutro. Lo anterior se muestra en la estructura de
los productos. La flecha curva pequea parte de la mitad del enlace
entre el carbono 1 y el +OH2, indicando que el par de electrones de
este enlace se mueve hacia el oxgeno positivo sealado por la punta
de la flecha.
En el ejemplo (b), la flecha curva parte del centro del enlace
entre el H y el oxgeno
positivo, sealando que dicho par de electrones se mueve hacia el
tomo de oxgeno positivo, indicado por la punta de la flecha. Esta
simbologa da a entender que el hidrgeno quedar sin el electrn de
enlace y que el oxgeno ganar un par de electrones, como se aprecia
en el producto de la reaccin. Este documento fue elaborado por: Dr.
Rafael Castillo Bocanegra M. en C. Mara Alicia Hernndez Campos
Segunda Edicin. Septiembre de 2006
