Struttura delle ammidi

Le ammidi sono composti neutri – in contrasto con le loro parenti apparentemente vicine, le ammine, che sono basiche. Il legame ammidico è planare – anche se normalmente mostriamo il C-N collegato da un singolo legame, che dovrebbe fornire una rotazione libera. La figura 1 qui sotto mostra questo disegno comune di un’ammide.

Figura 1. Un’ammide; rappresentazione usuale. L’ammide mostrata qui, e nella Figura 2, è l’ammide primaria dell’acido etanoico (acido acetico); l’ammide è chiamata etanammide (acetammide).

Per aiutare a capire queste proprietà, dobbiamo guardare una rappresentazione più complessa – ma migliore – della struttura dell’ammide. Questa è mostrata nella Figura 2:

Figura 2. Strutture di risonanza per un’ammide. Ricordate che la molecola non passa effettivamente tra queste strutture. Invece, la struttura reale è da qualche parte tra le strutture mostrate. Può essere pensata come una media di queste strutture.

Perché questo sistema di risonanza è migliore? Un argomento qualitativo è che l’O, che è molto elettronegativo, attira gli elettroni verso di sé. In questo caso, attira elettroni dalla coppia solitaria di N. Si noti che nella forma a destra, gli elettroni della coppia solitaria di N si sono spostati verso il doppio legame (dando alla N una carica +), e gli elettroni del doppio legame C=O si sono spostati verso l’O (dandogli una carica -).

Il sistema di risonanza mostrato nella figura 2 è basato su misure delle proprietà delle ammidi. Cioè, lo studio dettagliato delle ammidi mostra che le proprietà sono spiegate meglio dalla figura 2 che dalla figura 1. Come esempi:

• La lunghezza del legame misurata per le ammidi è circa a metà strada tra quella tipica dei legami singoli C-N e dei doppi legami C=N. Questo è facilmente spiegabile con il sistema di risonanza mostrato in figura 2, che suggerisce che il legame effettivo tra C e N è circa un legame 1 1/2.
• Una struttura a doppio legame, o una struttura con un sostanziale contributo di doppio legame, dovrebbe essere planare, senza rotazione libera intorno al legame C-N. Questo combacia con l’osservazione.
• La struttura di sinistra nella figura 2 potrebbe sembrare che accetti un H+ sulla N, agendo così come una base. Tuttavia, la struttura di destra non ha nessuna coppia solitaria e ha anche una carica positiva sull’N. Queste caratteristiche sono contrarie al fatto che l’N sia una base. Un sistema di risonanza con un contributo sostanziale della struttura di destra non dovrebbe essere basico.