Il Calcolo del Grado di Insaturazione nelle Molecole Organiche
La conoscenza del grado di insaturazione in una molecola organica permette di determinare se la stessa è satura o se presenta legami doppi o tripli. Tale informazione risulta fondamentale, in quanto fornisce indicazioni riguardo alle proprietà e alla struttura della molecola.
Per calcolare il grado di insaturazione in una molecola organica, si confronta il numero di atomi di idrogeno presenti nella molecola con il numero massimo di atomi di idrogeno che possono essere presenti in un alcano avente lo stesso numero di atomi di carbonio. Questa operazione fornisce l’indice di difetto di idrogeno o grado di insaturazione della sostanza di struttura incognita.
Una molecola si definisce satura se è aciclica e se sono presenti solo legami semplici. Al contrario, molecole con un numero inferiore di atomi di idrogeno rispetto all’alcano corrispondente presentano insaturazioni. Ad esempio, il propene presenta un difetto di idrogeno rispetto al propano e quindi non è satura.
Per determinare il grado di insaturazione di una molecola, è importante considerare che ogni doppio legame e ogni anello presenti nella struttura diminuiscono di due unità il numero di atomi di idrogeno. Pertanto, l’indice di insaturazione corrisponde alla somma dei cicli e dei legami multipli presenti nella molecola.
La formula per il calcolo del numero di siti di insaturazione per un composto che contiene solo atomi di carbonio e di idrogeno è la seguente:
numero di siti di insaturazione (o indice) = numero di atomi di idrogeno presenti nell’alcano – numero di atomi di idrogeno presenti nel composto / 2
Ad esempio, la formula C6H12 ha un indice di 1, mentre C6H10 ha un indice di 2.
I composti con formula generale CnH2n che presentano un indice di 1 sono composti con un doppio legame (alchene) o un composto ciclico (cicloalcano). Allo stesso modo, i composti con formula generale CnH2n-2 e con indice 2 sono composti con un triplo legame (alchino) o con due doppi legami (dieni) o composti ciclici con un doppio legame (cicloalchene).
Infine, per calcolare l’indice di insaturazione di composti che contengono oltre al carbonio e all’idrogeno anche ossigeno, azoto, zolfo e alogeni, si seguono regole specifiche. Ogni alogeno è sostituito con un atomo di idrogeno, gli atomi di ossigeno e zolfo vanno esclusi, e per ogni atomo di azoto presente si trascura sia l’atomo di azoto che un atomo di idrogeno.
In conclusione, il grado di insaturazione in una molecola organica fornisce importanti informazioni sulla sua struttura e proprietà, consentendo di classificarla come satura o insatura e identificare la presenza di legami multipli o anelli nella molecola stessa.