Uno dei primi modelli molecolari del ciclopropano, Coulson-Moffitt (1947).

In chimica organica, un banana bond (letteralmente legame a banana) è un tipo di legame covalente piegato, la cui geometria ricorda la forma di una banana. Questo tipo di legami è tipico di piccole molecole cicliche, come ad esempio il ciclopropano (C3H6).

I banana bond[1][2][3][4] sono un tipo particolare di legame chimico in cui il normale stato di ibridazione dei due atomi costituenti il legame è alterato per poter consentire una particolare geometria della molecola. Legami di questo genere sono tipici di composti con elevata tensione d'anello come il ciclopropano, l'ossirano e l'aziridina.

In questi composti gli atomi non possono legarsi con il tipico angolo di legame di 109.5° previsto dall'ibridazione sp3. Aumentare il carattere p dell'ibridazione fino a sp5 (1/6 di componente s e 5/6 di componente p)[5] rende possibile ridurre gli angoli di legame a 60°. Allo stesso tempo, i legami carbonio-idrogeno aumentano il loro carattere s, accorciandosi.

Nel ciclopropano la massima densità elettronica tra i due atomi di carbonio non si trova sull'asse internucleare e l'angolo interorbitale è di 104°. Questa piegatura può essere osservata sperimentalmente tramite diffrazione a raggi X di alcuni derivati del ciclopropano. La lunghezza dei legami carbonio-carbonio è più corta della lunghezza di legame tipica degli alcani: 151 pm contro 153 pm.[6]

Il ciclobutano è un anello più grande, ma i suoi legami sono comunque piegati. In questa molecola gli angoli di legame sono di 90° per la conformazione planare e 88° per quella a busta. A differenza del ciclopropano, qui i legami carbonio-carbonio sono leggermente più lunghi rispetto agli alcani, ciò è dovuto alla repulsione sterica. In termini di reattività, il ciclobutano è relativamente inerte e si comporta come gli alcani ordinari.

NoteModifica

  1. ^ Louis Burnelle e Joyce J. Kaufmann, Molecular Orbitals of Diborane in Terms of a Gaussian Basis, in J. Chem. Phys., vol. 43, nº 10, 1965, pp. 3540–45, Bibcode:1965JChPh..43.3540B, DOI:10.1063/1.1696513.
  2. ^ Martin Klessinger, Triple Bond in N2 and CO, in J. Chem. Phys., vol. 46, nº 8, 1967, pp. 3261–62, Bibcode:1967JChPh..46.3261K, DOI:10.1063/1.1841197.
  3. ^ Kenneth B. Wiberg, Bent Bonds in Organic Compounds, in Acc. Chem. Res., vol. 29, nº 5, 1996, pp. 229–34, DOI:10.1021/ar950207a.
  4. ^ F. A. Carey e R. J. Sundberg, Advanced Organic Chemistry, 1985, ISBN 0-306-41198-9.
  5. ^ Armin De Meijere, Bonding Properties of Cyclopropane and Their Chemical Consequences (PDF), in Angew. Chem. Int. Ed. Engl., vol. 18, nº 11, 1979, pp. 809–886, DOI:10.1002/anie.197908093.
  6. ^ Frank H. Allen, Olga Kennard, David G. Watson, Lee Brammer, A. Guy Orpen e Robin Taylor, Tables of bond lengths determined by X-ray and neutron diffraction. Part 1. Bond lengths in organic compounds, in J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2, vol. 1987, nº 12, 1987, pp. S1–S19, DOI:10.1039/P298700000S1.

Collegamenti esterniModifica