En química , la heterólisis o fisión heterolítica (del griego ἕτερος (heteros) 'diferente' y λύσις (lusis) 'aflojamiento') es el proceso de escisión/ruptura de un enlace covalente donde una especie previamente unida toma ambos electrones de enlace originales de la otra especie. [1] Durante la escisión del enlace heterolítico de una molécula neutra, se generarán un catión y un anión . Lo más común es que el átomo más electronegativo mantenga el par de electrones volviéndose aniónico mientras que el átomo más electropositivo se vuelve catiónico.
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La fisión heterolítica casi siempre ocurre en enlaces simples ; el proceso generalmente produce dos especies de fragmentos.
La energía necesaria para romper el enlace se denomina energía de disociación de enlace heterolítico , que es similar (pero no equivalente) a la energía de disociación de enlace homolítico, comúnmente utilizada para representar el valor energético de un enlace.
Un ejemplo de las diferencias en las energías es la energía necesaria para romper un enlace H−H
El descubrimiento y la categorización de la fisión del enlace heterolítico dependieron claramente del descubrimiento y la categorización del enlace químico.
En 1916, el químico Gilbert N. Lewis desarrolló el concepto de enlace de par de electrones, en el que dos átomos comparten de uno a seis electrones, formando así el enlace de un solo electrón, un enlace simple, un enlace doble o un enlace triple . [3] Este se convirtió en el modelo para un enlace covalente.
En 1932, Linus Pauling propuso por primera vez el concepto de electronegatividad , que también introdujo la idea de que los electrones en un enlace covalente pueden no compartirse uniformemente entre los átomos enlazados. [4]
Sin embargo, los iones habían sido estudiados antes que los enlaces principalmente por Svante Arrhenius en su disertación de 1884. Arrhenius fue pionero en el desarrollo de la teoría iónica y propuso definiciones para los ácidos como moléculas que producían iones de hidrógeno y para las bases como moléculas que producían iones de hidróxido .
La velocidad de reacción de muchas reacciones que implican heterólisis unimolecular depende en gran medida de la velocidad de ionización del enlace covalente. El paso limitante de la reacción es generalmente la formación de pares iónicos. Un grupo en Ucrania realizó un estudio en profundidad sobre el papel de la solvatación nucleófila y su efecto en el mecanismo de heterólisis del enlace. Descubrieron que la velocidad de heterólisis depende en gran medida de la naturaleza del disolvente .
Por ejemplo, un cambio de medio de reacción de hexano a agua aumenta la velocidad de heterólisis del cloruro de terc-butilo (t-BuCl) en 14 órdenes de magnitud. [5] Esto es causado por una solvatación muy fuerte del estado de transición . Los principales factores que afectan las velocidades de heterólisis son principalmente la polaridad del disolvente y su poder electrofílico, así como su poder ionizante. La polarizabilidad, la nucleofilia y la cohesión del disolvente tuvieron un efecto mucho más débil en la heterólisis. [5]
Sin embargo, existe cierto debate sobre los efectos de la nucleofilia del disolvente; algunos artículos afirman que no tiene efecto, [6] mientras que otros artículos afirman que los disolventes más nucleofílicos disminuyen la velocidad de reacción. [7]