Propilene - Wikipedia

Struttura

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Lo scheletro carbonioso del propilene è costituito da tre atomi di carbonio, uno in stato di ibridazione sp3 e gli altri due, impegnati nella formazione del doppio legame, in stato di ibridazione sp2.[16]

Il legame σ C-C misura 154 pm mentre il doppio legame C=C misura 134,1 pm[17].

Orbitale molecolare

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La nube elettronica della molecola risulta dislocata prevalentemente sull'atomo di carbonio in posizione 1, dal momento che il gruppo metilico -CH3 in posizione 3 si comporta da elettron-donatore, ovvero esplica le sue proprietà elettrorepellenti "spostando" l'orbitale molecolare verso l'atomo di carbonio più distante. Ciò fa sì che il carbonio in posizione 1 presenti una carica parziale negativa, a fronte della carica parziale positiva che si disloca invece sul carbonio centrale (in posizione 2). L'assetto elettronico così definito può essere reso graficamente nel seguente modo:

CH2δ-=CHδ+CH3

dove con δ- è indicata la carica parziale negativa in corrispondenza dell'atomo di carbonio in posizione 1, mentre con δ+ è indicata la carica parziale positiva in corrispondenza dell'atomo di carbonio in posizione 2. La presenza di tali cariche parziali determina un momento di dipolo della molecola di propilene pari a 0,35 D.[16]

Tale separazione delle cariche concorre in modo significativo alla caratterizzazione della reattività del propilene,[16] in particolare per quanto riguarda il meccanismo di reazione delle addizioni sul doppio legame, che in virtù della polarità di quest'ultimo rispettano la regola di Markovnikov sull'orientamento preferenziale dei gruppi elettrofili (con carica positiva totale o parziale), che nel caso specifico si addizionano al carbonio con carica parziale negativa (in posizione 1).[18]

Conformazione

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Il legame tra l'atomo di carbonio in stato di ibridazione sp3 e l'atomo di carbonio in sp2 è un legame semplice di tipo sigma, ed è quindi in grado di ruotare sul proprio asse.[16] Ciò determina il fatto che tale sostanza si può presentare in diversi isomeri conformazionali, in particolare nei due rotameri eclissato e sfalsato.

Conformero eclissato e conformero sfalsatoSistema di cariche parziali

Il conformero eclissato (prima figura in alto) ha maggiore stabilità rispetto al conformero sfalsato (seconda figura in alto)[N 1], proprietà ancora una volta riconducibile all'assetto elettronico dell'orbitale molecolare. Come è noto, sul gruppo del carbonio in posizione 1 si trova dislocata una carica parziale negativa δ−, mentre sul gruppo del carbonio in posizione 2 una carica parziale positiva δ+. I tre legami C-H del carbonio in posizione 3, sebbene in misura minore, sono anch'essi polarizzati, per via della differenza di elettronegatività tra il carbonio e l'idrogeno, pari a 0,45 circa[19], fattore che orienta l'orbitale del legame verso l'atomo di carbonio, dislocando sui tre atomi di idrogeno una debole carica parziale positiva δ+. Date tali premesse, risulta evidente che la conformazione eclissata risulta più stabile di quella sfalsata, dal momento che la distanza tra i tre H in posizione 3 con carica parziale positiva Hδ+ ed il gruppo C2 con carica parziale positiva è massima (forza repulsiva), mentre la distanza tra Hδ+ in 3 ed il gruppo C1 con carica parziale negativa (tra i quali si instaura quindi una debole attrazione intramolecolare) è minima. Da considerare infine che l'assetto elettronico così caratterizzato fa sì che tutti i legami, fatta eccezione per i due legami σ C-H del carbonio in posizione 3, giacciano sullo stesso piano geometrico[20].