Cómo determinar los grados de instauración de una molécula
Sabiendo el número de grados de insaturación en una molécula es útil porque este número se relaciona con cómo están presentes en un compuesto desconocido muchos enlaces múltiples o anillos. (Este trozo de información es muy útil cuando se desea determinar la estructura de un compuesto desconocido.)
Los grados de insaturación en una molécula son aditivos - una molécula con un doble enlace tiene un grado de insaturación, una molécula con dos dobles enlaces tiene dos grados de insaturación, y así sucesivamente. Al igual que la formación de un doble enlace hace que dos hidrógenos que se pierdan, la formación de un anillo también resulta en la pérdida de dos átomos de hidrógeno, por lo que cada anillo en la molécula también añade un grado de insaturación. Por cada enlace triple, dos grados de insaturación se añaden a una molécula, debido a que una molécula debe perder cuatro átomos de hidrógeno para hacer un triple enlace. Algunos ejemplos de moléculas de tres carbonos con diferente número de grados de insaturación se muestran aquí.
Para determinar el número de grados de insaturación para cualquier estructura arbitraria, que sumar todos los elementos individuales de insaturación en la molécula. La siguiente figura muestra una molécula que consta de un anillo, un doble enlace, y un triple enlace. Esta molécula, por lo tanto, tiene cuatro grados de insaturación debido a que el doble enlace y el anillo de cada agregue grado de insaturación, y el enlace triple añade dos grados, para un total de cuatro.
Video: Índice de deficiencia de hidrógeno
Más importante que determinar el número de grados de insaturación de una estructura molecular es ser capaz de determinar el número de grados de insaturación de una fórmula molecular. El número de grados de insaturación puede determinarse a partir de la fórmula molecular utilizando la siguiente ecuación.
Con esta ecuación, el número de grados de insaturación se puede determinar para cualquier hidrocarburo cuya fórmula molecular es conocida. (Para no son compuestos conocidos cuya estructura y fórmula, químicos utilizan una técnica instrumental llamado espectrometría de masas para determinar la fórmula molecular del compuesto.)
Pero lo que acerca de las moléculas que contienen átomos distintos de hidrógeno y carbono? En tales casos, es necesario convertir estas fórmulas moleculares multi-átomo en fórmulas equivalentes que contienen solo carbono e hidrógeno para que puedan ser enchufados en la ecuación anterior. Para ello, se utilizan los siguientes factores de conversión:
Video: Grado de insaturación de moléculas un tanto complejas
Los halógenos (F, Cl, Br, I): Añadir un hidrógeno a la fórmula molecular para cada halógeno presente.
Nitrógeno: Resta un hidrógeno por cada nitrógeno presente.
Oxígeno o azufre: Ignorar.
Por ejemplo, para determinar el número de grados de insaturación en la fórmula C8MARIDO6F3NO2, primero hacer las sustituciones adecuadas para todos los átomos que no son hidrógeno y carbono. El flúor es un halógeno, por lo que se agrega tres átomos de hidrógeno a la fórmula molecular (una para cada F). La molécula contiene un átomo de nitrógeno, por lo que se resta de un hidrógeno de la fórmula molecular. Los dos átomos de oxígeno en la molécula se ignora. Esto da una ecuación reducida de C8MARIDO6 + 3-1 = C8MARIDO8. En otras palabras, tanto la fórmula C8MARIDO6F3NO2 y la fórmula C8MARIDO8 tienen números idénticos de grados de insaturación. El tapar esta fórmula reducida en la ecuación anterior da cinco grados de insaturación para la fórmula molecular C8MARIDO6F3NO2.