Determinacin de la constante de equilibrio entre los confrmeros
trans y gouche en fase gas y disolucin para el 1,2-dicloroetano y
el 1,2-difluoroetano
Omar Blas Alvarado Carripan
Alumno program a de Doctorado en Ciencias mencin en Qumica, Facu
ltad de Ciencias Qumicas, Universidad de Concepcin.
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Metodologa
Las optimizaciones y los clculos de frecuencia en fase gas para
las molculas 1,2-dicloroetano y 1,2-difluoroetano se realizaron en
condiciones estndar y a 298,15 K utilizando el programa GAUSSIAN 03
a nivel Hartree-Fock y el set de bases HF/6-31G(d)//HF/6-31G(d). En
tanto, para los sistemas en disolucin acuosa se utiliz el mtodo PCM
HF(PCM)/6- 31G(d)//HF(PCM)/6-31G(d).
Resultados
1. Clculos termodinmicos en fase gas para el equilibrio de trans
a gouche para el 1,2-dicloroetano y 1,2-difluoroetano.
Como se muestra en las tablas I y II el equilibrio entre la
conformacin trans y gouche en fase gas para el 1,2-dicloroetano est
desplazado hacia la conformacin trans, figura 1. Similar resultado
se presenta para el mismo equilibrio en el 1,2-difluoroetano, tal
como se muestra en las tablas II y III.
Figura 1. Equilibrio entre los confrmeros trans y gouche del
1,2-dicloroetano.
Para el 1,2-dicloroetano en fase gas la conformacin trans es ms
estable que la gouche debido a la repulsin electrnica entre los
tomos de cloro. Adems la conformacin gouche presenta momento
dipolar por lo que en fase gas no existe estabilizacin por parte
del medio y el equilibrio se desplaza hacia la conformacin trans.
Por otra parte, debido a que los tomos de cloro poseen mayor radio
atmico que los de flor el ngulo diedro es menor en el 1,2-
difluoroetano por lo que la repulsin electrnica entre los tomos de
flor es menor al igual que su momento dipolar por lo que si bien la
constante de equilibrio indica que la conformacin ms estable para
el 1,2-dofluoroetano en fase es el la trans el equilibrio esta
menos desplazado que en el 1,2-dicloroetano.
2. Clculos termodinmicos en disolucin para el equilibrio de
trans a gouche para el 1,2-dicloroetano y 1,2-difluoroetano.
El momento dipolar de las conformaciones gouche para ambas
molculas aumento debido a la interaccin con el solvente (agua),
cambiando la densidad electrnica en ambas molculas, aumentando la
separacin de carga y su polaridad. En este sentido estas
conformaciones son las que presentan la mayor energa libre de
solvatacin, siendo la conformacin gouche del dicloroetano la ms
estabilizada debido a que posee el mayor momento dipolar. En cuanto
al equilibrio para el 1,2-dicloroetano en fase acuosa este se
desplaz un orden de magnitud hacia la conformacin gouche en
comparacin al equilibrio en fase gas, sin embargo aun indica que la
conformacin ms estable es la trans donde la repulsin electrnica
entre los tomos de cloro parece ser un factor fundamental en
equilibrio del dicloroetano. El 1,2-difluoroetano en tanto muestra
un desplazamiento del equilibrio hacia el confrmero gouche mucho ms
notorio, debido a que la conformacin trans 1,2-difluoroetano
presenta una energa de solvatacin positiva contraria a la del trans
dicloroetano, ya que los tomos de cloro al ser ms polarizables la
energa de dispersin contribuye de mayor manera en su
estabilizacin.
