En geometría molecular , la longitud del enlace o distancia del enlace se define como la distancia promedio entre los núcleos de dos átomos unidos en una molécula . Es una propiedad transferible de un enlace entre átomos de tipos fijos, relativamente independiente del resto de la molécula.
La longitud del enlace está relacionada con el orden del enlace : cuando más electrones participan en la formación del enlace, el enlace es más corto. La longitud del enlace también está inversamente relacionada con la fuerza del enlace y la energía de disociación del enlace : si todos los demás factores son iguales, un enlace más fuerte será más corto. En un enlace entre dos átomos idénticos, la mitad de la distancia del enlace es igual al radio covalente .
Las longitudes de los enlaces se miden en la fase sólida mediante difracción de rayos X , o se aproximan en la fase gaseosa mediante espectroscopia de microondas . Un enlace entre un par de átomos determinado puede variar entre diferentes moléculas. Por ejemplo, los enlaces de carbono a hidrógeno en el metano son diferentes a los del cloruro de metilo . Sin embargo, es posible hacer generalizaciones cuando la estructura general es la misma.
A continuación se proporciona una tabla con enlaces simples experimentales del carbono a otros elementos. Las longitudes de enlace se dan en picómetros . Por aproximación, la distancia de enlace entre dos átomos diferentes es la suma de los radios covalentes individuales (estos se dan en los artículos sobre elementos químicos de cada elemento). Como tendencia general, las distancias de enlace disminuyen a lo largo de la fila de la tabla periódica y aumentan a lo largo del grupo . Esta tendencia es idéntica a la del radio atómico .
La longitud del enlace entre dos átomos de una molécula depende no sólo de los átomos sino también de factores como la hibridación orbital y la naturaleza electrónica y estérica de los sustituyentes . La longitud del enlace carbono-carbono (C-C) en el diamante es de 154 pm. Generalmente se considera la longitud promedio de un enlace simple carbono-carbono, pero también es la longitud de enlace más grande que existe para los enlaces covalentes de carbono ordinarios. Dado que una unidad atómica de longitud (es decir, un radio de Bohr) es 52,9177 pm, la longitud del enlace C-C es 2,91 unidades atómicas, o aproximadamente tres radios de Bohr de longitud.
Existen longitudes de enlace inusualmente largas. El poseedor del récord actual del enlace CC más largo, con una longitud de 186,2 pm, es el 1,8-Bis(5-hidroxidibenzo[a,d]cicloheptatrien-5-il)naftaleno, [2] una de las muchas moléculas dentro de una categoría de hexaariletanos. , que son derivados basados en el esqueleto de hexafeniletano . El enlace se encuentra entre los carbonos C1 y C2 como se muestra en la siguiente imagen.
Otro compuesto notable con una longitud de enlace CC extraordinaria es el triciclobutabenceno , en el que se informa una longitud de enlace de 160 pm. El enlace CC más largo dentro de la categoría de ciclobutabenceno es de 174 pm según la cristalografía de rayos X. [3] En este tipo de compuesto, el anillo de ciclobutano forzaría ángulos de 90° en los átomos de carbono conectados al anillo de benceno, donde normalmente tienen ángulos de 120°.
Se afirma la existencia de una longitud de enlace C-C muy larga de hasta 290 pm en un dímero de dos dianiones de tetracianoetileno , aunque se trata de un enlace de 2 electrones y 4 centros. [4] [5] Este tipo de enlace también se ha observado en dímeros de fenalenilo neutros . La longitud de los enlaces de los llamados "enlaces pancake" [6] es de hasta 305 pm.
También son posibles distancias de enlace C-C más cortas que el promedio: los alquenos y alquinos tienen longitudes de enlace de 133 y 120 pm respectivamente debido al aumento del carácter s del enlace sigma . En el benceno todos los enlaces tienen la misma longitud: 139 pm. Los enlaces simples carbono-carbono con carácter s aumentado también son notables en el enlace central del diacetileno (137 pm) y en el de cierto dímero de tetraedrano (144 pm).
En el propionitrilo, el grupo ciano extrae electrones, lo que también da como resultado una longitud de enlace reducida (144 pm). También es posible comprimir un enlace C-C mediante la aplicación de tensión . Existe un compuesto orgánico inusual llamado In-metilciclofano con una distancia de enlace muy corta de 147 pm para el grupo metilo comprimido entre un tripticeno y un grupo fenilo. En un experimento in silico se estimó una distancia de enlace de 136 pm para el neopentano encerrado en fullereno . [7] El enlace simple C-C teórico más pequeño obtenido en este estudio es 131 pm para un hipotético derivado de tetraedrano. [8]
El mismo estudio también estimó que estirar o apretar el enlace C-C en una molécula de etano a las 5 pm requería 2,8 o 3,5 kJ / mol , respectivamente. Estirar o apretar el mismo enlace a las 15 pm requirió aproximadamente 21,9 o 37,7 kJ/mol.
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