Carbino

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Disambig grey.svg Nota: Este artigo é sobre uma classe de compostos organometálicos. Para o polímero de elevada dureza, veja carbono acetilênico linear.
carbyne doublet configuration
Estrutura para carbono monovalente possuindo 1 radical, 1 par isolado e 1 orbital vazio (estado dupleto)
carbyne quartet configuration
Estrutua para carbono monovalente possuindo 3 radicais (estado quarteto)

Em química, carbino é um termo geral para qualquer composto cuja estrutura molecular inclua um átomo de carbono eletricamente neutro com três elétrons não ligantes, conectado a outro átomo por uma ligação simples.[1] Um carbino, portanto, tem a fórmula geral R-C3•, onde:

  • R é qualquer grupo monovalente.
  • O sobrescrito 3• indica os três elétrons não ligados.

Não deve-se confundir com carbono acetilênico linear (LAC), um polímero usualmente conhecido como carbino e reconhecido por sua dureza elevada, porém sem relação com esta mesma categoria de compostos.[2]

Configuração eletrônica[editar | editar código-fonte]

Geralmente, constata-se que as moléculas de carbino estão em estados dupletos: os elétrons não ligantes (que não participam da ligação química) no carbono são arranjados como um radical (elétron desemparelhado) e um par de elétrons, deixando um orbital atômico vazio, em vez de um tri-radical (estado quarteto). O caso mais simples é o radical CH (estado dupleto), que tem uma configuração eletrônica222 1π.[3] Aqui, o orbital molecular 1σ é essencialmente o orbital atômico do carbono 1s, e o 2σ é o orbital ligante C-H formado pela sobreposição de um orbital híbrido sp do carbono com o orbital do hidrogênio 1s. O 3σ é um orbital não-ligante do carbono apontando ao longo do eixo C-H na direção oposta ao hidrogênio, enquanto existem dois orbitais 1π não-ligantes perpendiculares ao eixo C-H. No entanto, o 3σ é um híbrido sp que tem energia menor que o orbital 1π que é puro p, então o 3σ é preenchido antes do 1π. O radical CH é, na verdade, isoeletrônico com o átomo de nitrogênio que possui três elétrons desemparelhados de acordo com a regra de Hund. No entanto, o átomo de nitrogênio tem três orbitais p degenerados, em contraste com o radical CH, no qual a hibridação de um orbital (3σ) leva a uma diferença de energia.

Ocorrência[editar | editar código-fonte]

Um carbino pode ocorrer como um intermediário reativo de curta duração. Por exemplo, a fluorometilidina (CF) pode ser detectada na fase gasosa por espectroscopia como um intermediário na fotólise por flash de dibromofluorometano (CHFBr2).[3]

Carbinos podem atuar como ligantes trivalentes em muitos complexo com metais de transição[4] conectados a um metal pelos três elétrons não ligados no grupo -C3•. Exemplos de tais compostos de coordenação são Cl(CO)4W≡C-CH3,[5] WBr (CO)2(2,2'-bipiridina)≡C-arila e WBr(CO)2(PPh3)2≡C-NR2.[6] Tal composto pode ser obtido pela reação de hexacarbonil tungstênio (W(CO)6) com di-isopropilamida de lítio para formar (iPr2N)(OLi)C=W(CO)5. Este sal é então oxidado com brometo de oxalila ou dibrometo de trifenilfosfina (Ph3PBr2), seguido pela adição de trifenilfosfina. Outro método é tratar um complexo [(CO)5M=C(OR)R'] (M = Cr, Mo, W; R = Me, Et; R' = alquil, aril...) com um ácido de Lewis.[6]

Referências

  1. IUPAC, Compêndio de Terminologia Química, 2ª ed. ("Gold Book"). Compilado por A. D. McNaught e A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). Versão online: "Carbynes"  (2006–) criado por M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; atualizações compiladas por A. Jenkins. ISBN 0-9678550-9-8.
  2. Kanso, Mustafá Ali (14 de outubro de 2013). «Carbino é o novo material mais forte do mundo». Hypescience. Consultado em 16 de outubro de 2018 
  3. a b Ruzsicska, B. P.; Jodhan, A.; Choi, H. K. J.; Strausz, O. P.; Bell, T. N. (1983). "Chemistry of carbynes: reaction of CF, CCl, and CBr with alkenes". J. Am. Chem. Soc. 105 (8): 2489–2490. doi:10.1021/ja00346a072.
  4. Furno, F.; Fox, T.; Berke, H. trans-W(CMes)(dmpe)2H: a W+ H− ion pair (PDF). Arquivado do original (u-bourgogne.fr) em 30 de Setembro de 2007.
  5. Fischer, Ernst Otto; Kreis, Gerhard; Kreiter, Cornelius G.; Müller, Jörn; Huttner, Gottfried; Lorenz, Hans (1973). Trans-Halogeno[alkyl(aryl)carbyne]tetracarbonyl Complexes of Chromium, Molybdenum, and Tungsten -A New Class of Compounds Having a Transition Metal-Carbon Triple Bond. Angewandte Chemie International Edition in English. 12 (7): 564. doi:10.1002/anie.197305641.
  6. a b Jaeger, M.; Stumpf, R.; Troll, C.; Fischer, H. (2000). "Novel hepta-coordinated molybdenum(II) and tungsten(II) carbene complexes by oxidative decarbonylation of Mo(0) and W(0) carbene complexes". Chem. Commun. (11): 931–932. doi:10.1039/B002228O.
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