2015

M. en E. Manuel Acevedo Díaz

Universidad Autónoma de Zacatecas

23/01/2015

Nomenclatura de Hidrocarburos Recomendaciones de la IUPAC-2004

- 1 -

Universidad Autónoma de Zacatecas “Francisco García Salinas”

Unidad Académica Preparatoria - Plantel V

Contenido Hidrocarburos ............................................................................................................................................................................ 2

Hidrocarburos Alifáticos Acíclicos ........................................................................................................................................ 2

1.- Alcanos o Parafinas ...................................................................................................................................................... 2

Nomenclatura Sistemática de Alcanos ............................................................................................................................... 5

2.- Alquenos u Olefinas .................................................................................................................................................. 12

Nomenclatura Sistemática De Alquenos.......................................................................................................................... 12

3.- Alquinos o Acetilénicos ............................................................................................................................................ 14

Nomenclatura Sistemática de Alquinos ........................................................................................................................... 14

Hidrocarburos Alifáticos Cíclicos........................................................................................................................................ 15

4.- Ciclanos o Cicloalcanos ............................................................................................................................................. 15

5.- Ciclenos o Cicloalquenos ........................................................................................................................................... 16

6.- Ciclinos o Cicloalquinos ............................................................................................................................................. 17

GENERALIDADES ............................................................................................................................................................ 19

Etapas a seguir en la formulación de un compuesto orgánico ......................................... ¡Error! Marcador no definido.

Elección de la cadena principal. Numeración .................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

Nomenclatura de radicales ............................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Ordenación de las cadenas laterales ................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

- 2 -

“Nomenclatura de Hidrocarburos”

Hidrocarburos Los Hidrocarburos son sustancias compuestas formadas exclusivamente por átomos de

Carbono e Hidrógeno. Se caracterizan por la presencia de enlaces covalentes: Puros, entre

átomos de carbono y Polares, entre Carbono e Hidrógeno. Las clasificaciones que de estos

se han hecho a través de los tiempos depende mucho del autor y de los objetivos

pretendidos. La que a continuación se presenta procura simplificar el estudio de esta

importantísima, y cada vez más grande, familia de compuestos.

Figura 1 Clasificación de los Hidrocarburos

Hidrocarburos Alifáticos Acíclicos

1.- Alcanos o Parafinas

Género de hidrocarburos (H-Cs) cuya singularidad radica en su poca tendencia a

transformarse. Los enlaces sencillos que los forman, son de tipo sigma, y las uniones

carbono-carbono cumplen acertadamente con la Regla del Octeto. Todos los carbonos de

Hidrocarburos

Alifáticos

Acíclicos

Alcanos o Parafinas

Fórmula General: CnH2n+2

Alquenos u Olefinas

Fórmula General: CnH2n

Alquinos o Acetilénicos

Fórmula General: CnH2n-2

Cíclicos

Ciclanos o Cicloalcanos

Fórmula General: CnH2n

Ciclenos o Cicloalquenos

Fórmula General: CnH2n-2

Ciclinos o Cicloalquinos

Fórmula General: CnH2n-4

Aromáticos

Benceno y sus Derivados

- 3 -

esta familia utilizan la hibridación sp3, con geometría tetraédrica y ángulo de enlace de 109º

28’.

Los carbonos que constituyen los hidrocarburos, y por lo tanto, a los alcanos, pueden

clasificarse en Primarios, Secundarios, Terciarios y Cuaternarios, según sea el número

de átomos de carbono a los cuales se encuentren enlazados directamente. Así, tenemos lo

siguiente:

— C — C —

Carbonos Primarios

— C1 — C2 — C3 —

Carbonos Primarios: C1 y C3

Carbono Secundario: C2

— C1 — C2 — C3 —

— C4 —

Carbonos Primarios: C1 , C3 y C4

Carbono Terciario: C2

— C5 —

— C1 — C2 — C3 —

— C4 —

Carbonos Primarios: C1 , C3, C4 y C5

Carbono Cuaternario: C2

- 4 -

Para desarrollar con absoluta claridad la estructura de las moléculas orgánicas, deben

usarse modelos moleculares tridimensionales. Pero, como no siempre se dispone de ellos,

se han desarrollado diversos métodos para representar una molécula tridimensional en una

superficie plana (Ver Tabla 1). Para el caso del gas Etano (C2H6), conozcamos algunas de

dichas fórmulas:

Tabla 1 Diferentes fórmulas empleadas, en Química Orgánica, para la representación de moléculas.

CONDENSADA SEMIDESARROLLADA DESARROLLADA

C2H6 CH3— CH3

DE LEWIS DE NEUMANN LINEAL

H

HH

H

H H

——

PROYECCIONALES

H

HH HH

H

HH

H H

H H

H

H

H H

H

H

En las fórmulas proyeccionales se utilizan tres tipos de líneas para representar la

dirección del enlace en el espacio:

Las líneas continuas representan enlaces sobre el plano

Las líneas discontinuas o punteadas, representan enlaces hacia atrás del plano

Las líneas gruesas (como un triángulo muy alargado), representan enlaces

hacia el frente del plano

El número de carbonos e hidrógenos que forman a los alcanos, surge de la expresión

matemática:

- 5 -

CnH2n+2

Donde:

C ≡ Símbolo del elemento Carbono

H ≡ Símbolo del elemento Hidrógeno

n ≡ Número de átomos de Carbono

La cual es considerada como “Fórmula General de los Alcanos” y significa que en

cualquier alcano, para “n” átomos de carbono, siempre habrá el doble más dos átomos de

hidrógeno.

Nomenclatura Sistemática de Alcanos

NOTA: Llamaremos “Nomenclatura Sistemática” a la avalada por la Unión Internacional para

la Química Pura y Aplicada (IUPAC, por sus siglas en inglés), la cual ha sufrido cambios en

el tiempo. Las reformas más importantes al respecto se dieron en 1979, 1993 y, la más

reciente en 2004 (algunos autores la ubican en 2005).

1. Los cuatro primeros miembros tienen nombres comunes:

CH4 ——

Metano Etano C2H6

Propano C3H8 Butano C4H10

Los nombres de los demás componentes de éste género se forman con el prefijo

numérico griego que indique el número de átomos de carbono, seguido de la

terminación “–ano”. (Ver Tabla 2).

2. Los radicales univalentes derivados de los hidrocarburos saturados de cadena lineal

por remoción de un hidrógeno terminal, son nombrados reemplazando la terminación

“–ano” del alcano por la terminación “–ilo” (“-il”, si el radical formara parte de un

compuesto). Según las recomendaciones de 2004, la cadena del radical se numera a

partir del extremo más cercano al carbono que contenga la valencia libre.

- 6 -

Tabla 2 Fórmula, Nombre y Estado Físico de algunos alcanos

Fórmula

Condensada Nombre

Edo. Físico

(a 15 Torr)

Fórmula

Condensada Nombre

Edo. Físico

(a 15 Torr)

C5H12 Pentano Líquido C35H72 Pentatriacontano Sólido

C6H14 Hexano Líquido C36H74 Hexatriacontano Sólido

C7H16 Heptano Líquido C37H76 Heptatriacontano Sólido

C8H18 Octano Líquido C38H78 Octatriacontano Sólido

C9H20 Nonano Líquido C39H80 Nonatriacontano Sólido

C10H22 Decano Líquido C40H82 Tetracontano Sólido

C11H24 Undecano Líquido C41H84 Hentetracontano Sólido

C12H26 Dodecano Líquido C42H86 Dotetracontano Sólido

C13H28 Tridecano Líquido C43H88 Tritetracontano Sólido

C14H30 Tetradecano Líquido C44H90 Tetratetracontano Sólido

C15H32 Pentadecano Líquido … … ...

C16H34 Hexadecano Líquido C50H102 Pentacontano Sólido

C17H36 Heptadecano Sólido C60H122 Hexacontano Sólido

C18H38 Octadecano Sólido C70H142 Heptacontano Sólido

C19H40 Nonadecano Sólido C80H162 Octacontano Sólido

C20H42 Eicosano Sólido C90H182 Nonacontano Sólido

C21H44 Heneicosano Sólido C99H200 Nonanonacontano Sólido

C22H46 Docosano Sólido C100H202 Hectano Sólido

C23H48 Tricosano Sólido C200H402 Dihectano Sólido

C24H50 Tetracosano Sólido C300H602 Terhectano Sólido

C25H52 Pentacosano Sólido C400H802 Cuaterhectano Sólido

C26H54 Hexacosano Sólido C500H1002 Quincuahectano Sólido

C27H56 Heptacosano Sólido C600H1202 Sexahectano Sólido

C28H58 Octacosano Sólido C700H1402 Septuahectano Sólido

C29H60 Nonacosano Sólido C800H1602 Octohectano Sólido

C30H62 Triacontano Sólido C900H1802 Novohectano Sólido

C31H64 Hentriacontano Sólido … … …

C32H66 Dotriacontano Sólido C987H1976 Heptaoctacontanovohectano Sólido

C33H68 Tritriacontano Sólido … … ...

C34H70 Tetratriacontano Sólido C1000H2002 Kilano Sólido

- 7 -

1

2

Metilo Etilo

3

2

1

4

3

2

1

Propan-1-ilo Butan-1-ilo

NOTA: El extremo de la línea encerrado dentro de un círculo no debe interpretarse

como un carbono, sino como un electrón desapareado (valencia libre).

3. Los hidrocarburos saturados ramificados son nombrados aplicando el siguiente

procedimiento:

a) Se selecciona, como cadena principal, la cadena de carbonos más larga.

b) La cadena principal se numera de un extremo al otro, comenzando por el extremo

más cercano al primer sustituyente (procurando que dé la numeración más baja para

los sustituyentes). Si dos opciones de numeración brindan el mismo número de

carbonos para la cadena principal, elegiremos aquella que proporcione un mayor

número de radicales.

c) Los radicales son nombrados primero, en orden alfabético, anteponiendo a cada

sustituyente un número, que indique su posición en la cadena principal y se termina

nombrando la cadena principal.

d) En caso de que un mismo radical se repita, se antepondrán los prefijos

multiplicativos griegos al nombre del sustituyente, para indicar la cantidad de veces

que aparece éste en la cadena principal del hidrocarburo*1.

e) Los números serán separados de los nombres por guiones (-) y los números serán

separados entre sí, por comas (,).

*1

Al aplicar el orden alfabético, los prefijos multiplicantes no deben considerarse.

- 8 -

4. Los radicales ramificados univalentes derivados de los Alcanos, se nombran de

acuerdo a la regla 2. Sin embargo la IUPAC admite nombres comunes para ocho

radicales ramificados (Ver Tabla 3)

Tabla 3 Nombres comunes para algunos radicales hidrocarbúricos alifáticos acíclicos admitidos por la IUPAC

ESTRUCTURA NOMBRE

COMÚN*2

NOMBRE

SISTEMÁTICO (2004)

3

2

1

Isopropilo Propan-2-ilo

2

3

1

Isobutilo 2-metilpropan-1-ilo

3

2

1

4

Secbutilo Butan-2-ilo

2

3

1

Terbutilo 2-metilpropan-2-ilo

4

3

2

1

Isopentilo 3-metilbutan-1-ilo

*2

Al aplicar el orden alfabético los radicales iso-alquilo y neo-alquilo no se alteran (su inicial es la “i ”o la “n”), pero en los radicales sec-alquilo y ter-alquilo los prefijos (sec- y ter-) no son tomados en cuenta.

- 9 -

1

2

3

5

4

Secpentilo Pentan-2-ilo

4

3 2

1

Terpentilo 2-metilbutan-2-ilo

1

23

Neopentilo 2,2-dimetilpropan-1-ilo

5. Algunos alcanos presentan el fenómeno llamado Isomería Estructural, el cual

consiste en tener la misma fórmula condensada pero diferente estructura y, por tanto,

distintas propiedades físicas. Por ejemplo:

Tabla 4 Isómeros del Butano, Pentano y Hexano

Fórmula

Condensada Estructura Nombre Común

Nombre

Sistemático

C4H10 1

2

3

4

Butano Normal n-Butano

C4H10 3

2

1 Isobutano 2-metilpropano

C5H12 1

2

3

4

5 Pentano Normal n-Pentano

C5H12 1

2

3

4

Isopentano 2-metilbutano

C5H12 12

3

Neopentano 2,2-dimetilpropano

- 10 -

C6H14 1

2

3

4

5

6

Hexano Normal n-Hexano

C6H14

1

2

3

4

5

Isohexano 2-metilpentano

C6H14 1

2

3

4

5

3-metilpentano

C6H14 1 2

3

4

2,2-dimetilbutano

C6H14 1

2

3

4

2,3-dimetilbutano

Conforme aumente el número de carbonos en la molécula, también aumenta el número de isómeros posibles:

Tabla 5 Aumento del Número de Isómeros con el incremento en el número de carbonos en la cadena

Número de Carbonos en la Cadena

Fórmula Condensada

Número de Isómeros Estructurales

4 C4H10 2

5 C5H12 3

6 C6H14 5

7 C7H16 9

8 C8H18 18

9 C9H20 35

10 C10H22 75

11 C11H24 159

12 C12H26 355

13 C13H28 802

14 C14H30 1 858

15 C15H32 4 347

20 C20H42 366 319

- 11 -

25 C25H52 36 797 588

30 C30H62 411 846 763

Información tomada de: http://cdigital.dgb.uanl.mx/la/1020124208/1020124208_007.pdf La mayoría de los isómeros no se ha preparado ni aislado; quizá nunca se logre hacerlo, pero la probabilidad de que existan nunca será exactamente igual a cero.

6. Los alcanos conteniendo radicales ramificados serán nombrados de acuerdo a la regla

2, encerrando dentro de corchetes el enunciado completo que muestre al radical

ramificado*3

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

21 3

2

13

4

5-[butan-2-il]- 2-metil-6-[propan-2-il]undecano

7. Cuando en un hidrocarburo se localicen radicales ramificados idénticos, se usarán los

prefijos multiplicativos bis, tris, tetraquis, pentaquis, etc. para indicar las veces que

dicho radical está presente*4.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

3 2

1

4

5

13

342

51

3-metil-6,9-Bis-[pentan-3-il]tridecano

*3

El nombre de un radical complejo empieza con su primera letra, incluyendo cualquier prefijo multiplicante. *4 Estos prefijos no se toman en cuenta en el orden alfabético.

- 12 -

2.- Alquenos u Olefinas

La serie de hidrocarburos alifáticos insaturados se inicia con los compuestos olefínicos

(óleos = aceite; facere = hacer), también llamados alquenos, cuya característica

primordial es la presencia de, cuando menos, un doble enlace C=C como grupo

funcional, constituido por un enlace sigma () y un oblicuo pi (). Los carbonos que

soportan el doble enlace poseen la hibridación “sp2”, con geometría planar trigonal y

ángulo de enlace de 120º.

Los compuestos olefínicos pueden ser lineales o ramificados. Forman una familia

cuyos miembros difieren —al igual que los alcanos— en el número de grupos metileno

(—CH2—) presentes. Su fórmula general es:

CnH2n

Lo que significa que en cualquier alqueno de “n” átomos de carbono, siempre habrá el

doble de átomos de hidrógeno.

Nomenclatura Sistemática De Alquenos

1. Los tres primeros miembros reciben nombres comunes, semejantes al de los alcanos

con el mismo número de carbonos, sólo que el sufijo “–ano” se cambia por “–eno”.

Eteno, Propeno y Buteno.

Eteno Propeno Buteno

Nota: Si no se indica la posición del doble enlace, debemos sobrentender que se

encuentra en la posición # 1.

2. Si el doble enlace no se encuentra en el extremo de la cadena, su posición se indica

mediante el número menor correspondiente a uno de los dos carbonos que soportan

el doble enlace, habiendo numerado la cadena a partir del extremo más cercano a

éste.

- 13 -

1

2

3

4

1

2

3

4

5

6

7

But-2-eno Hept-3-eno

3. Si el alqueno es ramificado, la presencia de radicales se menciona siguiendo las

reglas expuestas para los alcanos.

1

2

3

4

5

6

7

8

5-etil-2-metiloct-3-eno

4. a) Los H-Cs que presentan un par de dobles enlaces se nombran señalando sus

posiciones al inicio del nombre de la cadena principal, mencionando el prefijo numérico

griego que indique el número de carbonos y la terminación “–dieno”. El término más

sencillo recibe el nombre común de “Aleno” (1,2-Propadieno). b) Los términos más

interesantes de esta serie son los que poseen los dobles enlaces separados por uno

sencillo, denominados Enlaces Conjugados. Ésta consideración se hace en función de

su reactividad química.

3

2

1

1

2

3

4

Propa-1,2-dieno Buta-1,3-dieno

Nota: En ambos casos la numeración puede comenzar por cualquiera de los dos extremos

5. Los H-Cs que presentan tres o más dobles enlaces reciben el nombre de POLIENOS.

Se nombran de acuerdo a las reglas expuestas anteriormente, sólo que los sufijos

(terminaciones) se cambian por “–trieno”, “–tetraeno”, “–pentaeno”, etc., según

corresponda.

1

2

3

4

5

6

7

Hepta-1,3,5-trieno

- 14 -

3.- Alquinos o Acetilénicos

Son H-Cs alifáticos insaturados que se caracterizan por la presencia de, cuando menos, un

triple enlace, formado por un lineal sigma ( ) y dos oblicuos pi ( ). Los carbonos unidos por

un triple enlace poseen la hibridación “sp”, con geometría lineal y su correspondiente ángulo

de enlace de 180º. El término “Acetilénicos” es aplicado porque son considerados como

derivados del primer miembro de la serie, el Etino, al que se conoce con el nombre común de

Acetileno.

Nomenclatura Sistemática de Alquinos

1. Para nombrarlos, se emplea el nombre del alcano con el mismo número de carbonos,

sólo que el sufijo –ano es sustituido por la terminación “–ino”.

Etino Propino Butino

2. Si el triple enlace no se encuentra en el extremo de la cadena, ésta se numera

comenzando por el extremo más cercano a dicha insaturación.

1

2

3

4

5

6

5

4

3

2

1

Pent-2-ino Hex-3-ino

3. Si estos compuestos presentan ramificaciones, su presencia se indica mediante los

procedimientos ya señalados.

1

2

3

4

5

6

7

2,5-dimetilhept-3-ino

4. Cuando existen dos o más triples enlaces, la terminación cambia a “–diino”, “–triino”,

“–tetraino”, etc. Según sea el caso.

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Hexa-1,4-diino Undeca-1,4,7,10-tetraino

- 15 -

5. Cuando existan simultáneamente, en una cadena, dobles y triples ligaduras, el

compuesto se nombre como alqueno, pero como aún no se ha indicado el otro grupo

funcional, a la terminación “–eno” se le suprime la última letra y se agregan los

locantes y terminación correspondientes a los triples enlaces.

1

2

3

4

5

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Pent-1-en-4-ino Nona-1,2,8-trien-4,6-diino

Hidrocarburos Alifáticos Cíclicos

4.- Ciclanos o Cicloalcanos

Constituyen la familia más sencilla de compuestos hidrocarbúricos de cadena cerrada pues,

al igual que los alcanos, sólo presentan enlaces sencillos.

Nomenclatura Sistemática de Ciclanos

1. Se nombran siguiendo las mismas reglas propuestas para sus homólogos alifáticos

sólo que para denotar su naturaleza cíclica, se antepone al nombre el prefijo “Ciclo–”

Ciclopropano Ciclobutano Ciclopentano

2. Cuando existan ramificaciones, el carbono número uno de la cadena será el que

soporte al radical primero en el orden alfabético y la progresión numérica deberá ser

en el sentido que proporcione las menores posiciones posibles para los demás

sustituyentes; se continúan nombrando de la misma manera que sus homólogos

acíclicos.

3

1

2

4

Metilciclopropano 1-Etil-3-metilciclobutano

- 16 -

5.- Ciclenos o Cicloalquenos

Son compuestos hidrocarbúricos, alifáticos, de cadena cerrada, que se caracterizan por

poseer en su estructura, cuando menos, un doble enlace C=C.

Nomenclatura Sistemática de Ciclenos

1. Se nombran siguiendo las mismas reglas propuestas para sus homólogos de cadena

abierta sólo que para denotar su naturaleza cíclica, se antepone al nombre el prefijo

“Ciclo–”

Ciclopropeno Ciclobuteno Ciclopenteno

Ciclohexeno Cicloocteno Ciclodeceno

2. Si en una misma cadena existen dos o más dobles enlaces, se numera la cadena de

tal forma que uno de los dobles enlaces corresponda a los carbonos 1 y 2, y el sentido

numérico progresivo se hará procurando las menores posiciones para los demás

dobles enlaces, pero la terminación del nombre del compuesto se cambia por

“–Dieno”, “–Trieno”, “–Tetraeno”, etc.

4

2

3

1

4

5

3

6

2

1

4

5

8

6

7

2

1

3

10

Ciclobuta-1,3-dieno Ciclohexa-1,3,5-trieno Ciclodeca-1,3,6,8-

tetraeno

3. Cuando se presentan ramificaciones, su presencia se indica del modo acostumbrado.

La numeración de la cadena deberá hacerse de acuerdo a la regla anterior o, de no

haber más de un doble enlace, la numeración se hará en el sentido que proporcione

los locantes más bajos para los sustituyentes.

- 17 -

4

2

3

1

3

2

4

1

5

6

3-etilciclobut-1-eno 5-etil-6-metilciclohexa-1,3-dieno

4

10

3

1

2

7

6

8

5

1-etil-4,8-dimetil

ciclodeca-1,6-dieno

6.- Ciclinos o Cicloalquinos

Son compuestos Hidrocarbúricos, de cadena cerrada, que se caracterizan por poseer en su

estructura, cuando menos, un triple enlace C≡C.

Nomenclatura Sistemática de Ciclinos

1. Se nombran siguiendo las mismas reglas propuestas para sus homólogos de cadena

abierta sólo que para denotar su naturaleza cíclica, se antepone al nombre el prefijo

“Ciclo–”

Ciclopropino Ciclobutino Ciclopentino

2. Si en una misma cadena existen dos o más insaturaciones triples, la terminación del

nombre del compuesto se cambia por “–diino”, “–triino”, “–tetraino”, etc.

4

8

5

7

6

1

2

10

3

2

6

3

5

4

9

8

1

11

12

10

13

Ciclodeca-1,6-diino Ciclotetradeca-1,4,9-triino

3. Cuando se presentan ramificaciones, para denotar su posición, se numera la cadena de

tal forma que uno de los triples enlaces corresponda a los carbonos 1 y 2, y el sentido

- 18 -

numérico progresivo se hará procurando las menores posiciones para los demás triples

enlaces o, en su defecto, hacia el radical más próximo.

3

1

4

2 45

36

21

3-metil-4-propilciclobutino 3-etil-6-metilciclohexa-1,4-diino

4. Cuando en un mismo compuesto existan dobles y triples ligaduras, el compuesto se

nombra como Alqueno, pero para indicar la presencia del otro grupo funcional, se

suprime la última letra del nombre y se agregan las posiciones y la terminación

correspondientes a la cantidad de enlaces triples presentes.

2

1

3

5

4

4

3

10

2

16

7

5

8

Ciclopent-1-en-3-ino 9–Etil-6-isopropil-1-metilciclodeca-1,6-dien-3-ino

- 19 -

7. Hidrocarburos Aromáticos (Benceno y sus derivados)

Benceno

Algunos años después del establecimiento seguro del sistema de Kekulé* para los

compuestos orgánicos, se resistió a la clasificación una molécula relativamente simple: el

Benceno, descubierto por Michael Faraday, en 1825. Las pruebas químicas mostraban que

consistía de seis átomos de carbono y seis de hidrógeno ¿Qué ocurría con los restantes

enlaces del carbono? Evidentemente, los átomos de carbono del benceno se hallaban unidos

entre sí por enlaces dobles o triples. Así el benceno podría tener una estructura como:

HC≡C–CH=CH–CH=CH2

Pero el problema era que los compuestos conocidos con tal tipo de estructuras tenían

propiedades totalmente distintas a las del benceno. Además, todas las pruebas químicas

indicaban que la molécula era muy simétrica. En 1865 el propio Kekulé aportó la respuesta:

consideró que la molécula de benceno podría ser un anillo.

Kekulé sugirió que los seis átomos de carbono en la molécula se hallaban dispuestos de la

forma siguiente:

H

H

H

H

H

H

Aquí, al menos se hallaba la simetría requerida. Explicaba, entre otras cosas, por qué la

sustitución de uno de los hidrógenos del benceno por otro átomo siempre daba lugar a un

mismo producto. Ya que todos los carbonos en el anillo eran indistinguibles entre sí en

términos estructurales, era independiente que se realizara la sustitución en uno u otro de los

átomos de hidrógeno en el anillo, ya que siempre se obtendría el mismo producto.

En segundo lugar, la estructura anular mostraba que existían tres formas en las que podrían

reemplazarse dos átomos de hidrógeno sobre el anillo:

Sobre dos átomos de carbono adyacentes

Sobre dos separados por un único átomo de carbono o

Sobre dos separados por dos átomos de carbono.

* Friedrich August Kekulé von Stradonitz (07/Sep/1829-13/Jul/1896). Químico orgánico alemán considerado uno de los más

prominentes desde la década de 1850 hasta su muerte. Es considerado uno de los fundadores de la Teoría de la Estructura

Química.

- 20 -

De manera evidente se encontró que podían obtenerse, exactamente, tres isómeros

disustituidos del benceno. Sin embargo, la fórmula asignada por Kekulé a la molécula del

benceno presentaba un espinoso problema: en general, los compuestos con dobles enlaces

son más reactivos, es decir, más inestables que aquellos con sólo enlaces sencillos. Es

como si el enlace extra estuviera dispuesto y tendiera particularmente a desligarse del átomo

de carbono y formar un nuevo enlace. Los compuestos con dobles enlaces adicionan

Hidrógeno y otros átomos, pero el anillo bencénico es extraordinariamente estable, más

estable que las parafinas.

Los químicos orgánicos del siglo XIX no pudieron hallar una explicación para esta extraña

estabilidad del benceno; todo el sistema de Kekulé de las formas estructurales se hallaba en

peligro por la recalcitrante actitud de la molécula de benceno. En 1899, Johannes Thiele

sugirió que cuando los enlaces dobles y simples aparecen alternados, los extremos más

próximos de un par de enlaces dobles se neutralizan entre sí de algún modo y anulan

recíprocamente su naturaleza activa.

Unos cuarenta años más tarde se halló una explicación mejor al aplicar una nueva teoría de

los enlaces químicos, que representaba a los átomos unidos entre sí por electrones

compartidos. Linus Pauling representó a los electrones que formaban un enlace como

“resonando” entre los átomos que unían. Mostró que, bajo ciertas condiciones, era necesario

considerar a un electrón como ocupando una entre distintas posiciones con diversa

probabilidad. El electrón, con sus propiedades ondulatorias puede, por tanto, ser mejor

representado como dispersado en una especie de mancha que indica el promedio de las

probabilidades individuales de posición. Cuanto más homogéneamente se hallara dispersado

el electrón, tanto más estable sería el compuesto; tal “estabilización de resonancia” ocurría

más probablemente cuando la molécula poseía enlaces conjugados en un plano. El anillo

bencénico es plano y simétrico y Pauling demostró que los enlaces del anillo no eran en

realidad enlaces dobles y simples alternados, sino que los electrones se encontraban en

extendidos en una distribución igual, que se traducía en enlaces más fuertes y menos

reactivos que los enlaces simples ordinarios.

Las estructuras resonantes, aunque explican satisfactoriamente el comportamiento químico,

son difíciles de representar. Por tanto, en la actualidad todavía se utilizan de forma universal

las estructuras de Kekulé, aunque se acepta que sólo representan aproximaciones de la

- 21 -

verdadera situación electrónica caracterizada mediante un “Híbrido de resonancia”, el cual se

considera como una mejor aproximación de la realidad.

Estructura Resonante I Estructura Resonante II Híbrido de Resonancia†

Figura 2: Representación Orbital del Benceno‡

Imagen tomada de: http://organica1.org/teoria1411/16_files/slide0003_image018.gif

Nomenclatura de Hidrocarburos Aromáticos

a) La sustitución de uno de los Hidrógenos del anillo bencénico por radicales alquílicos,

da origen a una serie homóloga cuyos miembros difieren en el número de grupos

metileno presentes en el radical sustituyente.

Metilbenceno Etilbenceno

b) Si existen dos o más radicales alquilo sobre el anillo, la cadena se numera a partir del

radical cuyo nombre se encuentre primero en el orden alfabético y procurando que la

numeración proporcione las posiciones más bajas para los demás sustituyentes.

† El círculo concéntrico con el hexágono representa la deslocalización de los tres enlaces dobles alternados.

‡ Figura tomada de http://organica1.org/teoria1411/16_files/frame.htm#slide0003.htm consultada el 09/09/14

- 22 -

1

6

2

5

3

4

1

6

2

5

3

4

1,2-dietil-4-metilbenceno 1-etil-3,5-dimetilbenceno

c) En el caso de que existan sólo dos sustituyentes, se acostumbra determinar su

posición por el método común de posiciones relativas, que consiste en fundamentar

los ejes de simetría del anillo bencénico con respecto a un punto de referencia del

mismo; las posiciones relativas se denotan mediante las raíces orto (o), meta (m) y

para (p), que indican localizaciones vecinas, alternas y opuestas. Dichas posiciones

equivalen a las ubicaciones 1,2; 1,3 y 1,4 en el anillo aromático, respectivamente.

3

2

4

1

5

6

3

2

4

1

5

6

3

2

4

1

5

6

o-dimetilbenceno m-dimetilbenceno p-dimetilbenceno

d) Cuando uno de los sustituyentes corresponde a un benceno mono sustituido que tiene

un nombre especial§, el compuesto disustituido se nombra como derivado del

compuesto progenitor.

o-etiltolueno p-propilestireno m-etilcumeno

e) Si en el anillo aromático se remueve un átomo de hidrógeno, se da origen al grupo

C6H5-, llamado fenilo (o fenil, si se encuentra formando parte de algún compuesto); la

formación de este radical y su subsecuente concatenación genera una familia de

§ Ver Anexo 1

- 23 -

compuestos que difieren entre sí en el número de grupos fenilo unidos. Este número

se denota mediante los prefijos multiplicantes latinos.

1

6

2

5

3

4'4

'5

'3

'6

'2

'1"4

"5

"3

"6

"2

"1

1

2

6

3

5

4'4

'3

'5

'2

'6

'1

"4

"5

"3

"6

"2

"1'''4

'''5

'''3

'''6

'''2

'''1

Bifenilo Terfenilo Cuaterfenilo

f) Los compuestos formados por dos o más anillos de benceno se denominan

Hidrocarburos Aromáticos Polinucleares**. Los dos primeros miembros se

denominan por el método común. Si los anillos bencénicos están en línea se nombran:

Prefijo numérico que denota la cantidad de anillos fusionados, seguido de la

terminación “-ceno”††.

Naftaleno Antraceno

Tetraceno Pentaceno

Hexaceno

Elaboró: M. en E. Manuel Acevedo Díaz

**

Consultado en http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r55286.PDF el 11 de septiembre de 2014. ††

Consultado en: http://www.liceoagb.es/quimiorg/aromati2.html el 14 de marzo de 2014.