Íon ônio
Íons ônio são íons carregados positivamente de alta valência (coordenação elevada) de elementos não metálicos.
Eles podem ser obtidos por protonação, alquilação, etc. a partir precursores de ionização de valência mais baixa. Muitos íons ônio são isoláveis como sais estáveis e alguns são conhecidos como intermediários de reações eletrofílicas. [4]
O termo íon ônio compreende as seguintes definições:[1][2]
- Um cátion (com seu contraíon) derivado por adição de um próton a um hidreto mononuclear relacionado do nitrogênio, por exemplo, o íon amônio H4N+, e relacionados ao grupo 17 (família dos halogênios).
- Derivados formados por substituição dos íons acima por grupos univalentes, notadamente do grupo 15 (família do nitrogênio) e grupo 16 (família do oxigênio) como por exemplo dimetilsulfônio (CH3)2S+, tetrametilamônio (CH3CH2)4N+.
- Derivados formados por substituição dos íons acima por grupos acima tendo duas ou três valências livres sobre o mesmo átomo. Tais derivados são, sempre que possível, designados por um nome específico de classe. Por exemplo íon imínio R2C=NH2+ e nitrílio RC≡NH+.[2]
Compostos de ônions simples[editar | editar código-fonte]
Na definição (1.), também se incluem:[2]
- H3O+ oxônio
- H2F+ fluorônio
- H4P+ fosfônio
- H3S+ sulfônio
- H2Cl+ clorônio
- H4As+ arsônio
- H3Se+ selenônio
- H2Br+ bromônio
- H4Sb+ estibônio
- H3Te+ telurônio
- H2I+ iodônio
- H4Bi+ bismutônio
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3f/Figura_1_ion_onio.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a7/Amonio%2Coxonio%2Ccloronio.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/57/Forfonio%2Csulfonio%2Ccloronio.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/96/Arsonio%2Cselenonio%2Cbromonio.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/80/Estibonio%2Cteluronio%2Cidodonio.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a3/Bismutonio.png)
Um íon como (CH3) 3S +, por exemplo, chama-se o íon de tri-metil-sulfônio. Metanol protonado, CH3-OH2 +, íon é metil oxônio. O íon oxônio não substituído, H3O +, tem o nome especial de íon hidrônio.
(sobre)
A reatividade geral de sais de iodôneos esta resumida a sais de vinilo e reações de ciclo-hexenilo, 1-alquenilo, estirilo, vinilo e de iônio 2,2- dissubstituído discutidos em relação à possível formação de intermediários de cátions de vinilo. O cátion primário de vinila não pode ser gerado termodinamicamente, mais rearranjo por participação de grupo vizinho (ajuda anquimérica) ocorre frequentemente [5].
Sais de iodôneos são vinilo reativos 1, devido iodo positivo ser um bom grupo de saída e a estabilidade é inversamente dependente da estabilidade 2 carbocátion formado na saída do grupo de iodônio.[5]
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ae/Vinili_idonio.png)
Compostos de cloreto de iodônio primários (1, R3 = H) são facilmente preparados na forma de sais estáveis, mas análogos alquilados (1, R3 = alquilo) não podem ser isolados, sem a presença de grupos retiradores de elétrons. O sal ciclo pent-1-enil iodôneo é muito estável e pouco reativo a bases e nucleófilos, enquanto que o ciclo-hept-1-enilo iodônio só pode ser isolado a baixa temperatura e tem um tempo de vida curto. [5]
O sal ciclohex-1-enil iodônio pode ser facilmente isolado e é moderadamente reativo à temperatura ambiente. A estabilidade relativa do cicloalcenilo iodônio é atribuída à estirpe do carbono no ângulo positivo dos cátions de vinilo cíclicos: o cátion vinilo é linear e possui hibridização sp (l). [5]
O íon metônio (CH5+) é a mãe de todas as espécies de ions carbônio e tem despertado grande interesse, não só devido à sua importância para a química de hidrocarbonetos, mas também por causa de sua importância na astroquimica e química de combustão. Ele tem um esquema de ligação incomum envolvendo um centro de 3 núcleos e 2 elétrons (3c2e). Sua natureza estável estimulou o debate ativo sobre a natureza da estrutura química para esta molécula.
Estudos detalhados sobre a estrutura química de CH5 + poderia ajudar a expandir a nossa compreensão dos modelos atuais para ligação química e estrutura de íons de carbono. Íon Metônio é acreditado para ter uma estrutura com simetria CSI como mínimo na superfície de energia potencial, que interconverte em isômeros CSI equivalentes após rearranjos intra-moleculares ligação-a-ligação. Este rearranjo ocorre através de estados de transição com simetria C2V, conforme mostrado na seguinte Figura.
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f5/%C3%8Don_met%C3%B4nio.png/607px-%C3%8Don_met%C3%B4nio.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d5/%C3%8Don_et%C3%B4nio.png/323px-%C3%8Don_et%C3%B4nio.png)
C2H7+ é o homólogo superior seguinte na série de íons carbônio alquilo em que um átomo de hidrogênio em CH 5 + é substituído por um grupo metila. Dependendo do átomo de hidrogênio a ser substituído por um grupo metila, dois isômeros podem ser formados: (a) o íon H-etônio, onde um átomo de hidrogênio a partir do CH3 porção (tripé) de CH5+ é substituído, e (b) o C-etônio, onde um dos hidrogênios envolvidos no vínculo 3c2e em CH5+ é substituído. A continuação mostra as formas Η- e C- do íon etônio (C2H7+).[5]
Íons Propônio
Íons Propônio podem ser formados através de protonação de propano, quando ocorrem ataques CH3+ C2H6 ou C2H5+ ao CH4.
O resultado poderia ser a protonação no CH primário ou secundário, obtendo-se, respectivamente, ion de 1-H propônio, íon de 2-H-propônio, ou o íon de C-propônio. Este último também pode ser formado quando C2H5+ ataca a ligação CH de metano. O propano é uma molécula interessante de estudar, uma vez que é menor o alcano contendo todos os tipos representativos de ligações presentes em um alcano linear. Portanto, é o protótipo mais simples de alcanos de cadeia linear.[5]
Íons Butonônio (C4H11+)
Os íons w-C4Hn + e / - C4Hn + fornecem bons modelos para a comparação entre os vários tipos de ligação 2e-3c envolvidos em íons alcanônio, uma vez que contêm a maior parte da característica de centros 2e-3c de interesse na ativação alcano, árido seus isômeros estruturais permitir a comparação direta de energia entre os diferentes íons C4Hn+. Em particular, o isobutano, é uma molécula de interessante estudo, uma vez que é menor o contendo alcano todos os tipos representativos de ligações em um alcano ramificado, sendo o mais simples protótipo destes compostos.
Formação de íon bromônio (ou β-bromo íons carbênios) e o seu papel na bromação de alcenos eletrofílicos é um problema amplamente investigado em livros de química orgânica.
A capacidade do solvente para influenciar a velocidade de formação e o desenvolvimento subsequente de íon bromônio ou ion de bromo e o ion carbónio β- intermediários chave formados por adição de bromo para alcenos são discutidos com base em estudos e investigações cinéticas teóricos e estereoquímica .
Íons halônio. Abaixo são exemplos de alguns íons halônio conhecidos. As suas estabilidades relativas dependem das suas estruturas. Aqueles que possuem grupos alquilam tendem a ser menos estáveis do porque eles são susceptíveis de substituição nucleofílica por SN1 SN2 ou mecanismos. Por exemplo, um composto semelhante,
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1f/%C3%8Dons_hal%C3%B4nio.png)
brometo dimetil bromônio, abaixo, que reage rapidamente por um mecanismo do tipo SN2 em que íon brometo é o nucleófilo e o brometo de metilo é o grupo de saída. O brometo de metilo é realmente um grupo de saída muito bom porque o bromo positivo torna-se neutro[5].
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/45/%C3%8Don_brom%C3%B4nio.png)
Íon halônio
Se o íon halônio é cíclico, a substituição conduz a uma estrutura de cadeia aberta. Há provas convincentes de que os íons de halônio cíclicos são intermediários na halogenação de alcenos.
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c5/Halogena%C3%A7%C3%A3o_de_alcenos.png)
Compostos aromáticos não reagem por reações SN1 ou SN2, assim íons halônio deste tipo são bastante estáveis [5].
Todos os íons halônio requerem um contra íon negativo. Este pode ser um íon halogeneto no caso de íons halônio aromáticos, mas íons halônios alifáticos requerem um contra-íon não nucleofílico. Íons não nucleofílicos, tais como muito estável SbF5Cl- são frequentemente utilizados.[4]
Os seguintes íons usam um esquema de nomenclatura similar, mas não são estritamente enquadrados na definição acima.
- São híbridos protonados de elementos da família do carbono (grupo 14):
- metônio, CH5+ (metano protonado) (Abundante no espaço exterior.)
- silônio, SiH5+ (silano protonado) (Não deve ser chamado de silicônio.www.chem.qmul.ac.uk)
- São híbridos protonados de elementos da família do boro (grupo 13):
- cátions borônio, BH3+, BH4+, BH5+, BH6+ (hidretos de boro protonados)
- É hidrogênio diatômico protonado:
- hidrogenônio, H3+ (hidrogênio protonado]]). Também conhecido como cátion trihidrogênio ou hidrogênio protonado molecular. (Também abundante no espaço exterior.)
Ver também[editar | editar código-fonte]
Referências
- ↑ Definition of onium ion em www.chemicool.com
- ↑ a b c «IUPAC Compendium of Chemical Terminology 2nd Edition (1997)» (PDF). Consultado em 12 de janeiro de 2008. Arquivado do original (PDF) em 4 de dezembro de 2008
3. Olah, Laail, Wang and Prakash, Onium Ions, Wiley & Sons, New York, 1998
4. Across Conventional Lines Downloaded from www.worldscientific.com by 177.192.76.141
5. Recent Developments in Carbocation and Onium Ion Chemistry EDITED BY Kenneth K. Laali