Primer Examen 2009

UNIVERSIDAD DE PUERTO RICO RECINTO DE RÍO PIEDRAS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA QUÍMICA ORGÁNICA (QUIM 3031) NOMBRE PRIMER EXAMEN PARCIAL NUM. DE ESTUDIANTE 10 DE SEPTIEMBRE DE 2009 SECCIÓN El examen consta de 15 preguntas y un bono. Usted dispondrá de dos horas para contestarlo. Al final del examen hay una hoja con información útil. Conteste el examen de manera clara y organizada. Mucho éxito! 1. Para la siguiente fórmula molecular (a) dibuje tres estructuras de Lewis‐Kekulé diferentes (incluyendo los electrones no enlazantes). (b) Escriba para cada estructura la fórmula condensada correspondiente. (9 ptos.) C3H8O 2. Para cada fórmula condensada (a) dibuje la estructura de Lewis‐Kekulé (incluyendo los electrones no enlazantes). Incluya las cargas formales de ser necesario. (8 ptos.) –
1) (CH3)2CHCH(NH2)CO2 2) CH2CHC(CH3)2CH2Cl b) Dibuje además las estructuras de líneas para ambas 3. Muestre la dirección del dipolo en cada enlace y el dipolo neto de la molécula. (6 ptos.) Cl
H
N
H
Cl
H
CH3
H
CH3
Cl
H
Br
Subtotal= 2 4. Para la molécula Minoxidil conteste las preguntas a‐c. (7 ptos.) =
N
NH2
=
N
N
OH
N
a. Para los átomos de nitrógeno señalados escriba en el cuadro la hibridación del orbital donde se encuentran los pares de electrones solitarios. b. Coloque en los átomos correspondientes todos los pares de electrones solitarios que no están ilustrados. H
c. Escriba el ángulo que hay entre los enlaces señalados con líneas entrecortadas 5. Haga el dibujo de diagrama de orbitales (Diagrama de Roberts) para (8 ptos.) O
N
CH3
H
H
Indique en cada enlace si es σ o π y los orbitales que lo forman (Ej: σsp ‐ sp , πp‐p). x
x Subtotal= 3 6. Para las siguientes moléculas: a) H
C
b) H
(6 ptos.) Circule el enlace C—O más largo. Explique brevemente. H
H C
Identifique el enlace C—H más débil. Explique brevemente. C
C
H
C
C
C
O
H
O
H
H
H
H
c) OH
HO
Identifique el enlace C—O más fuerte. Explique brevemente. C
CH
H
N
H2N
7. Para cada uno de los compuestos I, II y III escoja la estructura de resonancia apropiada (A o B). (6 ptos.) O
I
A
H
B
H
H
H
O
O
O
O
O
O
H
O
O
II
A
B
III
A
B
H
Subtotal= 4 8. Para la siguiente especie química A conteste las preguntas a‐d. (14 ptos.) H
H
O
O
A
B
C
D
a. En los espacios provistos arriba, escriba tres estructuras de resonancia adicionales. b. Circule las estructuras de resonancia que más contribuyen al híbrido. c. En el espacio provisto dibuje el híbrido de resonancia para esta especie. _________________________ Híbrido de resonancia d. Dibuje los orbitales p del sistema conjugado donde se deslocalizan los electrones y diga cuántos electrones se deslocalizan en este sistema. ______________________________________ Dibujo orbitales del sistema conjugado Subtotal= 5 9. Muestre con flechas el movimiento de electrones que convierte la estructura A en la B y la B en la C. Entre estas tres estructuras de resonancia escoja cuál es la más estable. Explique. (5 ptos.) ________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
10. Coloque a los siguientes carbocationes en orden descendente de estabilidad. Explique. (5 ptos.) A
B
C
>
>
Subtotal= 6 11. Considere los siguientes alcoholes y conteste: (10 ptos.) CH3-CH=CH-CH2-O-H
CH3-CH2-CH=CH-O-H
1
2
a) Complete las siguientes reacciones ácido‐base escribiendo la estructura de los productos. Muestre con flechas el movimiento de electrones. Rotule las especies como ácido, base, ácido conjugado y base conjugada. I.
CH3-CH=CH-CH2-O-H + - OH
II.
CH3-CH2-CH=CH-O-H + - OH
b) Indique cuál de los dos alcoholes produce la base conjugada más estable. Explique su selección. c) ¿Cuál es el alcohol con fortaleza ácida mayor, 1 ó 2? Explique. 12. Para las siguientes reacciones indique la posición del equilibrio con una flecha (⇒ ó ⇐) (4 ptos.) O
I)
CH3NH2
+
C
CH3
O
II)
+
C
FCH2CH2
OH
O
CH3CH
F
O
CH3NH
+
O
O
C
C
O
FCH2CH2
C
CH3
OH
O
+
O
C
CH3CH
F
OH
Subtotal= 7 13. Para cada grupo compare los H señalados en negritas y determine cuál es el más ácido y cuál es el menos ácido. Asigne el número 1 al más ácido y el número 2 al menos ácido. (4 ptos.) OH
SH
NH2
NH3
O
CH3
a)
b)
H
H
H
O
NH2
14. Para cada compuesto seleccione el hidrógeno más ácido. Justifique su selección. (4 ptos.) Tip: Se recomienda que dibuje todas las bases conjugadas. a)
CH3CH2C
CH
O
b) H3C
O
C
CH2
C
OCH2CH3
15. Seleccione la base más débil de cada par. Justifique su selección. (4 ptos.) a)
H
N
CH3
H
O
CH
3
H
b)
F-
Cl Subtotal= 8 BONO (5 ptos) Explique por qué la protonación de la amida ocurre en O en vez de N. O
O H
+
C
H3C
H Cl
NH2
H3C
+
C
NH2
Cl-
Tabla de Electronegatividades Relativas Subtotal=