Reazioni isodesmiche

Negli anni ’70 dello scorso secolo il chimico britannico Sir John Anthony Pople, premio Nobel per la chimica nel 1988, pubblicò le sue ricerche sulle reazioni isodesmiche.

Le reazioni isodesmiche sono quelle reazioni in cui il numero e il tipo di legami presenti nei reagenti è mantenuto nei prodotti.

Per illustrare il concetto si consideri la reazione tra il metilchetene e il metano che dà, come prodotti di reazione, etano, etene e formaldeide

reazioni isodesmiche

Legami presenti nei reagenti:

metilchetene: 1 legame doppio carbonio-carbonio, 1 legame doppio carbonio-ossigeno, 1 legame semplice carbonio-carbonio, 3 +1 = 4 legami carbonio-idrogeno

metano: 4 legami carbonio-idrogeno. Poiché reagiscono 2 molecole di metano si hanno 4∙2= 8 legami carbonio-idrogeno

Totale: 1 legame doppio carbonio-carbonio, 1 legame doppio carbonio-ossigeno, 1 legame semplice carbonio-carbonio, 4+8 = 12 legami carbonio-idrogeno

Legami presenti nei prodotti:

etano: 1 legame semplice carbonio-carbonio, 3+3=6 legami carbonio-idrogeno

etene: 1 legame doppio carbonio-carbonio, 2+2=4 legami carbonio-idrogeno

formaldeide: 1 legame doppio carbonio-ossigeno, 2 legami carbonio-idrogeno

Totale: 1 legame doppio carbonio-carbonio, 1 legame semplice carbonio-carbonio, 1 legame doppio carbonio-ossigeno, 6+4+2= 12 legami carbonio-idrogeno

Un altro esempio di reazione isodesmica è la reazione tra difluorometano e metano, che dà, come prodotto fluorometano:

CH2F2 + CH4 → 2 CH3F

A causa del numero costante di legami di un determinato tipo queste reazioni, che possono anche essere del tutto teoriche, costituiscono uno strumento per predire il calore di formazione di composti organici.

Inoltre, una reazione del tipo NH3 + CH3NH3+ → NH4+ + CH3NH2, può essere utilizzata per determinare l’affinità protonica delle basi azotate rispetto all’ammoniaca.

Le reazioni isodesmiche vengono principalmente utilizzate nel campo della chimica computazionale come misura delle deviazioni dall’additività delle energia di legame ed in particolare per la quantificazione delle energie di deformazione di composti ciclici, per la valutazione dell’aromaticità del benzene e per correlare la struttura in funzione della stabilità di cationi e radicali liberi.

Author: Chimicamo

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