Carbocationes

Para estudiar la estabilidad de estos 3 carbocationes: I, II y III, primeramente escribimos las estructuras de resonancia en la figura 1, deslocalizando electrones del doble enlace (en orbitales p) hacia el carbono positivo (con orbital p vacío). Esto genera en cada uno estructuras de resonancia.

Para el carbocatión I, de la deslocalización de electrones (resonancia) se forma un carbocatión terciario Ib más estable que el original Ia. El orden de estabilidad de carbocationes es terciario > secundario > primario. Es de considerar que el carbocatión Ia es un carbocatión primario con posición alílica, o sea tiene un doble enlace que puede deslocalizar carga y estabilizar el mismo. El carbocatión Ib es mucho más estable y es carbocatión terciario con posición alílica.

Para el carbocatión II, de la deslocalización de electrones (resonancia) de IIa (carbocation primario posición alílica) se forma  un carbocatión secundario con posición alílica. Este carbocatión secundario con posición alílica (IIb) es menos estable ligeramente que el carbocation terciario con posición alílica (Ib) de I. esto quiere decir que de acuerdo al análisis de resonancia, el carbocatión I es más estable que el carbocation II.

Para el carbocatión III, de la deslocalización de electrones (resonancia) de IIIa (carbocation primario posición alílica) se forma un carbocation  primario con posición alílica (IIIb), el cual es menos estable que IIb y que Ib. Esto quiere decir que de los tres carbocationes el menos estable es el III. De acuerdo a este análisis el orden de estabilidad de mayor a menor sería:

I>II>III

De igual manera, otro efecto que explicaría la estabilidad en carbocationes, es la hiperconjugacion de hidrógenos en carbonos con hibridación sp3 hacia el doble enlace, tal como lo vemos en la figura 2. Hay que escribir las estructuras de hiperconjugación de Ib, IIb y IIIb ya que en los I, II y III no hay hidrógenos vecinos a la carga en carbonos híbridos sp3. En el carbocation III no se forman estructuras de hiperconjugacion ya que no hay hidrogenos vecinos a la carga en carbonos sp3. Podemos ver que para el caso del carbocatión Ib se forman un total de 6 estructuras de hiperconjugación y para el caso del carbocation IIb se forman solo 3 estructuras de hiperconjugación, lo que corrobora el orden de estabilidad explicado por la resonancia, que I es más estable que II.

Finalmente podemos concluir que la respuesta correcta es la primera:

I > II > III

[pic 1]

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