Estabilidad y reactividad del carbocatión

La estabilidad de los carbocationes aumenta en el siguiente orden: primario>secundario>terciario. La estabilidad aumenta con el número de átomos de carbono adyacentes, por lo que los carbocationes terciarios, que tienen tres sustituyentes alcanos (el máximo posible), son los más estables.

Figura 1: Orden de estabilidad de los carbocationes.

Este efecto estabilizador proviene de la hiperconjugación, que crea estabilización por medio de la donación de electrones de enlaces sigma C-H al orbital pi vacío del carbocatión.

A los carbocationes también los estabilizan los enlaces vecinos C-C dobles y triples, puesto que el solapamiento entre el orbital p vacío del carbocatión y los orbitales p adyacentes del enlace pi C=C permite que la carga se distribuya en múltiples átomos. Este efecto se conoce como deslocalización.

Figura 2: Carbocationes estabilizados por enlaces múltiples C=C adyacentes.

Podemos visualizar este efecto estabilizador al dibujar estructuras de resonancia que ilustran la carga que se mueve de un átomo a otro.

Figura 3: Carbocationes estabilizados por resonancia.

Los carbocationes también pueden estabilizarse por medio de pares solitarios adyacentes que pueden donar un par de electrones al carbocatión, que tiene pocos electrones.

Figura 4: Carbocatión estabilizado por par solitario.

Recuerda que esto suele dar como resultado la formación de un enlace doble (enlace pi) y que la carga migrará al átomo que dona el par solitario. Este tipo de estabilización suele denominarse «donación pi».

Figura 5: Dibujos de la resonancia de carbocationes estabilizados por pares solitarios.