Hidratación de un aldehído o cetona en solución básica y ácida, así como adición nucleofílica - Alma Leticia Hernandez Martinez

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PRESENTACIÓN 
 
En esta antología se presentará el mecanismo de reacción de Hidratación de un aldehído o 
cetona en solución básica y ácida al igual, que la adición nucleofílica. El enfoque a esta 
actividad es para dar un conocimiento acerca del tema anteriormente mencionado, con el fin 
de presentarlo a nuestra clase para “un método de estudio”, tal método nos permitirá adquirir 
un conocimiento para repasar nuestra unidad. 
Se tendrá la información de todo lo relacionado a los aldehídos y las cetonas, con el enfoque 
al mecanismo de reacción de Adición Nucleofílica. 
Bajo esta perspectiva, la enseñanza y el aprendizaje son conceptualizados para el 
entendimiento de nuestros compañeros al igual que nosotros como equipo. 
Es importante destacar que la distribución de este contenido (antología), satisface de las 
indicaciones dadas por nuestro docente de Química Orgánica II. 
La antología está conformada por nomenclatura, estructura, fuentes, usos, aplicaciones, 
reacciones y mecanismos del tema de los aldehídos y cetonas, también con el enfoque a 
hidratación de un aldehído o cetona en solución básica y ácida, al igual que la adición 
nucleofílica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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INTRODUCCIÓN 
 
En el siguiente trabajo nos vamos a centrar en el estudio de los aldehídos y cetonas, y para 
ser más específicos en la reacción de la adición nucleofílica, para comenzar se definirá lo que 
son, los aldehídos y cetonas son compuestos simples que contienen un grupo carbonilo en 
su estructura (un doble enlace carbono – oxígeno). El estudio de estos compuestos tanto de 
reacciones y propiedades es importante para el uso en las industrias ya que la cetona es más 
conocida, por ejemplo, el quitaesmalte de uñas, es una molécula muy polar lo que explica 
que es soluble en agua. El formaldehído es muy soluble en agua. Comercialmente se emplea 
el formol o formalina, dos de sus aplicaciones más conocidas son: la conservación de 
muestras histológicas y la síntesis de la resina de urea. 
Para la introducción a la nomenclatura sabemos que lo aldehídos y cetonas contienen ambos 
el grupo carbonilo, un grupo en el que el átomo de carbono tiene un doble enlace a un 
oxígeno, el grupo carbonilo de un aldehído está unido a un átomo de hidrógeno, excepto por 
el formaldehído que lleva dos átomos de hidrógeno. 
Los aldehídos siempre llevan su grupo carbonilo en un carbono terminal o en una punta, 
mientras que las cetonas siempre llevan el grupo carbonilo en un carbono secundario, es 
decir en una cadena. 
Los aldehídos siempre llevan su grupo carbonilo en un carbono terminal o en una punta, 
mientras que las cetonas siempre llevan el grupo carbonilo en un carbono secundario, es 
decir en una cadena. 
La nomenclatura de los aldehídos es semejante a la de los alcoholes pero más simple, se 
empieza por la cadena más larga de carbonos, seguido por el indicador de enlace triple doble 
o simple. y esto se verá reflejado más detalladamente en el contenido del trabajo, al igual que 
el mecanismo de reacción; en este caso de la adición nucleofílica. Debido a la resonancia del 
grupo carbonilo la reacción más importante de aldehídos y cetonas es la reacción de adición 
nucleofílica cuyo mecanismo, de igual manera se mostrará en el contenido. 
 
 
 
 
 
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NOMENCLATURA DE LOS ALDEHÍDOS Y CETONAS 
 
Los aldehídos se nombran reemplazando la terminación -o del nombre del alcano 
correspondiente por -al. La cadena principal debe contener al grupo CHO, y el carbono del 
CHO se numera como carbono 1. Por ejemplo: 
 
Observe que la cadena más larga en el 2-etil-4-metilpentanal es un hexano, pero 
esta cadena no incluye al grupo funcional CHO y, por lo tanto, no se considera la cadena 
principal. 
Para los aldehídos cíclicos en los que el grupo CHO está unido directamente al anillo, se 
utiliza el sufijo carbaldehído. 
 
Unos cuantos aldehídos sencillos y bien conocidos tienen nombres comunes 
que son reconocidos por la IUPAC. Se enlistan varios de los que usted podría encontrar. 
 
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Las cetonas se nombran reemplazando la terminación -o del nombre del alcano 
correspondiente por -ona. La cadena principal es la más larga que contiene al grupo cetona, 
y la numeración comienza en el extremo más cercano al carbono del carbonilo. Como con los 
alcanos y con los alcoholes, el número para especificar la posición se coloca antes del nombre 
principal en las reglas antiguas, pero antes del sufijo en las recomendaciones más recientes 
de la IUPAC. Por ejemplo: 
 
 
Está permitido por la IUPAC que algunas cuantas cetonas conserven sus nombres comunes. 
 
 
Cuando es necesario referirse al RCO como un sustituyente, se utiliza el nombre de grupo 
acilo y se adiciona a la terminación del nombre -ilo. Por lo tanto, el CH3CO es un grupo acetilo, 
el CHO es un grupo formilo, y el C6H5CO es un grupo benzoilo. 
 
 
 
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Si están presentes otros grupos funcionales y el oxígeno del doble enlace se considera como 
un sustituyente en la cadena principal, se utiliza el prefijo oxo-. 
Por ejemplo: 
 
 
ESTRUCTURA Y ENLACE. 
Dos aspectos notables del grupo carbonilo son su geometría y su polaridad. La geometría 
coplanar de los enlaces del grupo carbonilo se aprecia en los modelos moleculares del 
formaldehído, el acetaldehído y la acetona. 
 
Los enlaces del carbono del grupo carbonilo están en el mismo plano y forman ángulos 
aproximados de 120° entre sí. 
 
Los ángulos de enlace en el grupo carbonilo son 120°, aproximadamente, pero varían algo 
de un compuesto a otro, como se ve en los ejemplos de esa figura. La distancia del enlace 
C=O en los aldehídos y cetonas es 122 pm, bastante más corta que la distancia típica del 
enlace C-O, de 141 pm que hay en los alcoholes y los éteres. 
La carga positiva parcial en el carbono del grupo carbonilo condiciona que los nucleófilos lo 
ataquen. 
 
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Un aldehído tiene mayor carga positiva parcial en el carbono del grupo carbonilo que una 
cetona porque el hidrógeno necesita más electrones que un grupo alquilo. 
Por consiguiente, un aldehído es más reactivo que una cetona frente al ataque nucleofílico. 
Ya se vio que los grupos alquilo estabilizan a los grupos carbonilo, alqueno, alquino, a los 
carbocationes y a los radicales. 
 
 
 
También los factores estéricos contribuyen a la mayor reactividad de un aldehído. El carbono 
del grupo carbonilo de un aldehído es más accesible al ataque nucleofílico que el de una 
cetona porque el hidrógeno unido al carbono del grupo carbonilo de un aldehído es menor 
que el segundo grupo alquilo unido al carbono del grupo carbonilo de una cetona. Los factores 
estéricos también llegan a ser importantes en el estado tetraédrico de transición porque los 
ángulos de enlace son de 109.5° y acercan entre sí a los grupos alquilo con respecto a como 
están en el compuesto carbonílico, donde los ángulos de enlace son de 120°. 
 
 
Tanto a) el etileno como b) el formaldehído tienen la misma cantidad de electrones, y el 
carbono tiene hibridación sp2 en ambos. En el formaldehído, uno de los carbonos está 
sustituido por un oxígeno con hibridación sp2. Al igual que el enlace doble carbono-carbono 
del etileno, el enlace doble carbono-oxígeno de formaldehído está formado por un 
componente y uno . 
 
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El grupo carbonilo hace bastante polares a los aldehídos y las cetonas, y los momentos 
dipolares son notoriamente mayores que en los alquenos. 
 
El carbono parcialmente positivo del CPO tiene carácter de carbocatión y es electrofílico. El 
arreglo plano de sus enlaces hace que dicho carbono esté relativamente libre y sea 
susceptible al ataque por nucleófilos. El oxígeno es parcialmente negativo y débilmente 
básico. 
 
 
PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ALDEHÍDOS Y CETONAS 
 
Las características especiales del grupo carbonilo influyen en las propiedades físicas de las 
cetonas y de losaldehídos. 
➔ Punto de ebullición: temperatura de ebullición mayor que hidrocarburos del mismo 
peso molecular, pero menor que el de los alcoholes y ácidos carboxílicos 
comparables. Esto se debe a la formación de dipolos y a la ausencia de formación de 
puentes de hidrógeno intramoleculares en estos compuestos. 
Los aldehídos y las cetonas no pueden formar enlaces intermoleculares de hidrógeno, porque 
al carecer de grupos hidroxilo (-OH) sus puntos de ebullición son más bajos que los alcoholes 
correspondientes. Sin embargo, los aldehídos y las cetonas pueden atraerse entre sí 
mediante las interacciones polar-polar de sus grupos carbonilo y sus puntos de ebullición son 
más altos que los de los alcanos correspondientes. 
Con excepción del metanol, que es gaseoso a la temperatura ambiente, la mayor parte de los 
aldehídos y cetonas son líquidos y los términos superiores son sólidos. Los primeros términos 
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de la serie de los aldehídos alifáticos tienen olor fuerte e irritante, pero los demás aldehídos 
y casi todas las cetonas presentan olor agradable por lo que se utilizan en perfumería y como 
agentes aromatizantes. 
➔ Solubilidad: a medida que aumenta el tamaño de las moléculas, disminuye la 
solubilidad de los compuestos. Los aldehídos y las cetonas pueden formar enlaces de 
hidrógeno con las moléculas polares del agua. Los primeros miembros de la serie 
(formaldehído, acetaldehído y acetona) son solubles en agua en todas las 
proporciones. A medida que aumenta la longitud de la cadena del hidrocarburo, la 
solubilidad en agua decrece. Cuando la cadena carbonada es superior a cinco o seis 
carbonos, la solubilidad de los aldehídos y de las cetonas es muy baja. Como era de 
suponer, todos los aldehídos y cetonas son solubles en solventes no polares. 
 
➔ Estado físico: bajo peso molecular (gases), peso molecular intermedio (líquidos) y 
compuesto pesados (sólidos). 
En general, los aldehídos y las cetonas tienen puntos de ebullición más altos que los de los 
alquenos, porque son más polares, y son más intensas las fuerzas de atracción dipolo-dipolo 
entre las moléculas. Pero tienen puntos de ebullición menores que los de los alcoholes 
porque, a diferencia de los alcoholes, dos grupos carbonilo no pueden formar puentes de 
hidrógeno entre sí. 
 
El oxígeno carbonílico de aldehídos y cetonas puede formar puentes de hidrógeno con los 
protones de los grupos OH. Esto los hace más solubles en agua que los alquenos, pero 
menos solubles que los alcoholes. 
FUENTES DE ALDEHÍDOS Y CETONAS 
 
Los aldehídos y las cetonas intervienen en muchas de las reacciones más usadas en la 
síntesis orgánica. 
Muchos se encuentran en la naturaleza. Tanto en términos de variedad como de cantidad, 
los aldehídos y las cetonas están entre los productos naturales más comunes y conocidos. 
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Muchos aldehídos y cetonas se obtienen en el laboratorio a partir de alquenos, alquinos, 
arenós y alcoholes, mediante reacciones. 
Para los químicos sintéticos, las reacciones más importantes son: 
● Ozonólisis de alquenos:Esta reacción de escisión se ve con más frecuencia en 
análisis estructural que en síntesis. La pauta de la sustitución en torno a un enlace 
doble se revela identificando los compuestos que contienen carbonilo y forman el 
producto. La hidrólisis del ozónido intermediario en presencia de zinc (medio reductor) 
permite aislar los aldehídos sin más oxidación. 
 
● Hidratación de alquinos:La reacción sucede a través de un enol intermediario, 
formado por la adición Markovnikov del agua al triple enlace. 
 
● Acilación de Friedel-Crafts de compuestos aromáticos:Los cloruros de acilo y los 
anhídridos de los ácidos carboxílicos acilan a los anillos aromáticos en presencia de 
cloruro de aluminio. La reacción es una sustitución electrofílica aromática, en la que 
se generan iones acilio y atacan al anillo. 
 
● Oxidación de alcoholes primarios a aldehídos: El dicromato de piridinio (PDC) o el 
clorocromato de piridinio (PCC) en medio anhidro, como el diclorometano, oxidan a 
los alcoholes primarios formando aldehídos, y evitan la sobre oxidación que forma 
ácidos carboxílicos. 
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● Oxidación de alcoholes secundarios a cetonas:Existen muchos agentes oxidantes 
disponibles para convertir alcoholes secundarios en cetonas. Se pueden usar PDC o 
PCC, así como otros reactivos de Cr(VI), como el ácido crómico o el dicromato de 
potasio y ácido sulfúrico. 
 
Para los químicos sintéticos, las reacciones más importantes son las últimas dos: oxidación 
de alcoholes primarios a aldehídos y de alcoholes secundarios a cetonas. En realidad, 
cuando se combinan con reacciones donde se obtienen alcoholes, los métodos de oxidación 
son tan versátiles que no será necesario introducir nuevos métodos para preparar aldehídos 
y cetonas. 
Con frecuencia es necesario preparar cetonas con procesos donde interviene la formación de 
un enlace carbono-carbono. En el método normal se combina la adición de un reactivo de 
Grignard a un aldehído, con la oxidación del alcohol secundario resultante: 
 
Muchos aldehídos y cetonas de bajo peso molecular son sustancias industriales importantes. 
El formaldehído, materia prima de varios polímeros, se prepara por oxidación del metanol 
sobre un catalizador de óxido de plata o de hierro/óxido de molibdeno, a temperatura elevada. 
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Procesos parecidos se usan para convertir etanol en acetaldehído, y alcohol isopropílico en 
acetona. 
Varios aldehídos y cetonas se preparan, tanto en la industria como en el laboratorio, con una 
reacción llamada condensación aldólica. 
 
USOS Y APLICACIONES DE LOS ALDEHÍDOS Y CETONAS 
 
Se ha aislado una gran variedad de aldehídos y cetonas a partir de plantas y animales; 
muchos de ellos, en particular los de peso molecular elevado, tienen olores fragantes o 
penetrantes. Por lo general, se les conoce por sus nombres comunes, que indican su fuente 
de origen o cierta propiedad característica. A veces los aldehídos aromáticos sirven como 
agentes saborizantes. El benzaldehído (también llamado "aceite de almendra amargas") es 
un componente de la almendra; es un líquido incoloro con agradable olor a almendra. El 
cinamaldehído da el olor característico a la esencia de canela. La vainilla que produce el 
popular sabor a vainilla durante un tiempo se obtuvo sólo a partir de las cápsulas con formas 
de vainas de ciertas orquídeas trepadoras. Hoy día, la mayor parte de la vainilla se produce 
sintéticamente: 
 
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La vainillina es una molécula interesante porque tiene diferentes grupos funcionales: unos 
grupos aldehídos y un anillo aromático, por lo que es un aldehído aromático. 
El alcanfor es una cetona que se encuentra en forma natural y se obtiene de la corteza del 
árbol del mismo nombre. 
Tiene un olor fragante y penetrante; conocido desde hace mucho tiempo por sus propiedades 
medicinales, es un analgésico muy usado en linimentos. Otras dos cetonas naturales, beta-
ionona y muscona, se utilizan en perfumería. La beta ionona es la esencia de las violetas. La 
muscona, obtenida de las de las glándulas odoríferas del venado almizclero macho, posee 
una estructura de anillo con 15 carbonos. 
 
El aldehído más simple, el formaldehído, es un gas incoloro de olor irritante. Desde el punto 
de vista industrial es muy importante, pero difícil de manipular en estado gaseoso; suele 
hallarse como una solución acuosa al 40 % llamada formalina; o en forma de un polímero 
sólido de color blanco denominado paraformaldehído. 
Si se calienta suavemente, el paraformaldehído se descompone y libera formaldehído: 
 
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La formalina se usa para conservar especímenes biológicos. El formaldehído en solución se 
combina con la proteína de los tejidos y los endurece, haciéndolos insolubles en agua. Esto 
evita la descomposición del espécimen. La formalina también se puede utilizar como 
antiséptico de uso general. El empleo más importantedel formaldehído es en la fabricación 
de resinas sintéticas. Cuando se polimeriza con fenol, se forma una resina de fenol 
formaldehído, conocida como baquelita. La baquelita es un excelente aislante eléctrico; 
durante algún tiempo se utilizó para fabricar bolas de billar. 
El acetaldehído es un líquido volátil e incoloro, de olor irritante. Es una materia prima muy 
versátil que se utiliza en la fabricación de muchos compuestos. 
Si el acetaldehído se calienta con un catalizador ácido, se polimeriza para dar un líquido 
llamado paraldehído. 
 
 
El paraldehído se utilizó como sedante e hipnótico; su uso decayó debido a su olor 
desagradable y al descubrimiento de sustitutos más eficaces. 
La cetona industrial más importante es la acetona, un líquido incoloro y volátil que hierve a 
56° C. Se utiliza como solvente de resinas, plásticos y barnices; además es miscible con agua 
en todas las proporciones. La acetona se produce en el cuerpo humano como un subproducto 
del metabolismo de las grasas; su concentración normal es menor que 1 mg./100 ml de 
sangre. Sin embargo, en la diabetes mellitus, la acetona se produce en cantidades mayores, 
provocando un aumento drástico de sus niveles en el cuerpo. 
Aparece en la orina y en casos graves se puede incluso detectar en el aliento. 
La metilcetona se usa industrialmente para eliminar las ceras de los aceites lubricantes, 
durante la refinación; también es un solvente común en los quitaesmaltes de las uñas. 
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REACCIONES DE ALDEHÍDOS Y CETONAS 
● Reducción a hidrocarburos 
Dos métodos para convertir grupos carbonilo en unidades de metileno son la reducción de 
Clemmensen (amalgama de zinc y ácido clorhídrico concentrado) y la reducción de Wolff – 
Kisher (calor, con hidracina e hidróxido de potasio en un alcohol de alto punto de ebullición) 
 
● Wolff-Kishner, reducción de Método para reducir el grupo carbonilo de aldehídos y 
cetonas, a un grupo metileno (CPO –£ CH2) por tratamiento con hidrazina (H2NNH2) 
y una base (KOH) en un disolvente de alto punto de ebullición 
● Reducción a alcoholes 
Los aldehídos se reducen a alcoholes primarios, y las cetonas se reducen a alcoholes 
secundarios al usar una diversidad de agentes reductores. La hidrogenación catalítica sobre 
un catalizador metálico y la reducción con borohidruro de sodio o con hidruro de litio y aluminio 
son los métodos generales. 
 
Adición de reactivos de Grignard y compuestos de organolitio 
Los aldehídos se convierten en alcoholes secundarios y las cetonas en alcoholes terciarios 
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La principal aplicación sintética de los reactivos de Grignard es su reacción con ciertos 
compuestos que contienen carbonilo para producir alcoholes. La formación de enlaces 
carbono-carbono es rápida y exotérmica cuando un reactivo de Grignard reacciona con un 
aldehído o cetona. 
 
Un grupo carbonilo es bastante polar, y su átomo de carbono es electrofílico. Los reactivos 
de Grignard son nucleofílicos y se adicionan a grupos carbonilo, formando un nuevo enlace 
carbono-carbono. Este paso de adición conduce a un halógeno alcoximagnesio, el cual, en 
la segunda etapa de la síntesis, es convertido en un alcohol al agregar ácido acuoso. 
 
El tipo de alcohol producido depende del compuesto carbonilo. Los sustituyentes presentes 
en el grupo carbonilo de un aldehído o cetona permanecen, se vuelven sustituyentes en el 
carbono que lleva el grupo hidroxilo en el producto. Por tanto, como se muestra en la tabla 
14.2, el formaldehído reacciona con los reactivos de Grignard para producir alcoholes 
primarios, los aldehídos producen alcoholes secundarios y las cetonas producen alcoholes 
terciarios. 
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La capacidad para formar enlaces carbono-carbono es fundamental para la síntesis orgánica. 
La adición de reactivos de Grignard a aldehídos y cetonas es una de las reacciones usadas 
con más frecuencia en la química orgánica sintética. No sólo permite la extensión de las 
cadenas de carbono sino que, debido a que el producto es un alcohol, es posible una gran 
variedad de transformaciones de grupo funcional subsiguientes. 
Todos son métodos valiosos para el químico sintético. Los grupos carbonilo proporcionan el 
acceso a los hidrocarburos, por reducción de Clemmensen o de Wolff-Kishner; a los 
alcoholes, por reducción o por reacción con reactivos de Grignard o de organolitio. La 
propiedad más importante del grupo carbonilo es su tendencia a sufrir reacciones de adición 
nucleofílica del tipo representado por la ecuación general: 
 
Un átomo o grupo polarizado negativamente ataca al carbono polarizado positivamente del 
grupo carbonilo, en el paso determinante de la velocidad de estas reacciones. Por ejemplo, 
los reactivos de Grignard o los de organolitio, el hidruro de litio y aluminio y el borohidruro de 
sodio, reaccionan con los compuestos carbonílicos por adición nucleofílica. En la sección 
siguiente se explorará el mecanismo de adición nucleofílica a aldehídos y cetonas. Se 
describirá allí su hidratación, reacción en la que se adiciona agua al grupo CPO. Después de 
usar esta reacción para establecer algunos principios generales, se revisarán varias 
reacciones de interés relacionadas con la síntesis, los mecanismos de reacción o la biología. 
Efectos de la estructura en el equilibrio: Los aldehídos y las cetonas reaccionan con el agua 
en un equilibrio rápido. El producto es un diol geminal, también llamado hidrato. 
 
 
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MECANISMO DE REACCIÓN: HIDRATACIÓN DE UN ALDEHÍDO O CETONA EN 
SOLUCIÓN BÁSICA Y ÁCIDA, ASÍ COMO ADICIÓN NUCLEOFÍLICA 
 
Entre los métodos de laboratorio para la elaboración de estos compuestos hay algunos que 
implican oxidación o reducción, procesos mediante los cuales se convierte un alcohol, 
hidrocarburo o cloruro de ácido en un aldehído o cetona con el mismo número de átomos de 
carbono. Otros métodos pueden generar la creación de nuevos enlaces carbono-carbono y 
dan aldehídos y cetonas con un número de carbonos mayor que el de la materia prima del 
que se originan. 
 
Sin embargo, en los procesos industriales muchas veces se implican métodos especiales o 
modificaciones de los métodos de laboratorio utilizando reactivos más baratos para reducir 
costes. Así, los más importantes desde el punto de vista industrial como son el metanal 
(formaldehído) y acetona, se originan por oxidación de metanol y alcohol isopropílico (2-
propanol) respectivamente, pero utilizando aire y en presencia de un catalizador. 
 
Los aldehídos y cetonas reaccionan en soluciones acuosas con el agua dando lugar a 
productos hidratados .la reacción es reversible y el equilibrio se desplaza hacia el compuesto 
carbonílico siendo el producto hidratado inestable. En una disolución acuosa, una cetona o 
un aldehído están en equilibrio con su forma hidratada, que es un diol geminal. 
Ataque nucleofílico del carbono carbonílico, por parte de una molécula de alcohol. 
 
La reacción de hidratación se lleva a cabo mediante el mecanismo general de adición 
nucleofílica al grupo carbonilo, y se puede efectuar en medio ácido o en medio básico. En 
medio ácido el nucleófilo que ataca al grupo carbonilo es el agua (nucleófilo-débil) y en medio 
básico la especie nucleofílica atacante es el ión hidróxido. El mecanismo para la hidratación 
de un compuesto carbonílico en medio ácido se inicia con la protonación del grupo carbonilo. 
El compuesto resultante de este proceso es más reactivo que el compuesto carbonílico neutro 
y resulta fácilmente atacado por el agua. La pérdida de protón en el intermedio tetraédrico 
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lleva al gem diol, que es la forma hidratada del compuesto carbonílico. Los pasos 
mecanísticos de la reacción de hidratación se indican a continuación: 
El anión hidróxido es mucho más nucleofílico que el agua y en medio básico ataca al grupo 
carbonilo para formar un intermedio tetraédrico cuya protonación conduce también al diol 
geminal: 
 
Las cetonastienen menos tendencia a formar hidratos que los aldehídos. La causa de esta 
facilidad de hidratación hay que buscarla en la carga parcial positiva situada sobre el átomo 
de carbono carbonílico. En una cetona, los grupos alquilo electrón-dadores compensan la 
retirada de densidad electrónica provocada por el átomo de oxígeno. En cambio, en un grupo 
carbonilo de aldehído sólo existe un grupo alquilo electrón-dador y la carga parcial positiva 
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no está tan estabilizada como en el caso de las cetonas. Por lo tanto, los aldehídos son 
ligeramente más electrofílicos y menos estables que las cetonas. 
 
Los efectos de estabilidad del grupo carbonilo se ponen de manifiesto en las constantes de 
equilibrio para la hidratación de aldehídos y cetonas. Como los aldehídos son menos estables 
que las cetonas el equilibrio de hidratación se decanta del lado del diol geminal. De hecho, 
las constantes de equilibrio de la reacción de hidratación de las cetonas presentan valores 
entre 10−4 y 10−2. Para la mayoría de aldehídos esta constante está cercana a 1. El 
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formaldehído, que no tiene grupos alquilo unidos al carbonilo, tiene una constante de 
equilibrio de hidratación de 2.000. 
 
La reactividad del grupo carbonilo es consecuencia de la diferencia de electronegatividad 
entre el átomo de carbono y el átomo de oxígeno. La reacción más común de este grupo 
funcional es la adición nucleofílica, que consiste en la adición de un nucleófilo y de un protón 
al doble enlace C=O. 
El átomo de carbono electrofílico del grupo carbonilo presenta hibridación sp2 y es plano, y 
por tanto está relativamente libre de impedimento estérico y abierto al ataque desde ambos 
lados del doble enlace C=O. Cuando una especie nucleofílica ataca al átomo de carbono del 
grupo carbonilo, los electrones del enlace p son desplazados hacia el átomo de oxígeno, 
generando un ión alcóxido. En este proceso el átomo de carbono cambia su hibridación de 
sp2 a sp3. En un paso posterior, el ión alcóxido puede protonarse para dar lugar al producto 
de la adición nucleofílica. 
 
 
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Una característica de estos procesos de adición nucleofílica es que los nucleófilos débiles 
también pueden adicionarse a los grupos carbonilo si la reacción se hace en presencia de un 
ácido de Lewis. En este caso uno de los pares electrónicos libres del átomo de oxígeno se 
coordina con el ácido de Lewis originando un complejo ácido-base que es fuertemente 
electrofílico y puede ser atacado por nucleófilos débiles. 
La adición nucleofílica de agua en un aldehído es lenta pero la reacción es catalizada por la 
presencia de iones ácidos o básicos en la sal acuosa cambiando la velocidad de la reacción. 
En un medio básico: 
Los iones hidróxido actúan como nucleófilos, uniéndose al carbono del grupo carbonilo ion 
alcóxido como compuesto intermedio. 
Libera un protón de cualquiera de los grupos OH, regenerando el compuesto carbonilo inicial. 
Extrae un protón 𝐻 +del agua para formar el gem-diol. 
 
Una molécula de agua del medio acuoso extrae el hidrógeno del grupo OH del alcohol 
entrante, liberando un ion 𝐻3 𝑂
+y originando un hemiacetal o hidroxietil pues tiene los 
grupos -O- y 𝑂𝐻 −. 
 
CONCLUSIÓN GENERAL 
 
Ambos compuestos ya investigados (aldehídos y cetonas),se encuentran ampliamente 
distribuidos en la naturaleza como proteínas, carbohidratos y ácidos nucleicos tanto en el 
reino animal como vegetal. Se encuentran en algunas flores y frutos, se aplican en la industria 
de la perfumería y en la preparación de alimentos. En la actualidad se utiliza en la elaboración 
de plásticos técnicos, para la sustitución de piezas metálicas en automóviles y en cubiertas 
de aparatos eléctricos ya que presentan una elevada resistencia. 
Los aldehídos son en general más reactivos que las cetonas hacia la sustitución nucleofílica 
por razones tanto estéticas como electrónicas. Por razones estéricas, porque la presencia de 
dos sustituyentes relativamente grandes en las cetonas, contra un solo sustituyente grande 
en los aldehídos, hace que los neutrófilos atacantes puedan aproximarse con mayor facilidad 
a los aldehídos. Electrónicamente, el mayor grado de polaridad del grupo carbonilo de los 
aldehídos los hace más reactivos que las cetonas. 
Los aldehídos y cetonas se han vuelto de gran importancia para la vida cotidiana del hombre 
y de la mujer, pues con los diversos materiales fabricados con estos han hecho la vida más 
fácil y favorable. 
 
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
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- 698 
 
 
 
 
https://prezi.com/7uome2tj1hcu/hidratacion-y-adicion-de-alcoholes-a-aldehidos-y-cetonas/#:~:text=Los%20aldeh%C3%ADdos%20y%20cetonas%20reaccionan,siendo%20el%20producto%20hidratado%20inestable
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http://www.sinorg.uji.es/
http://www.sinorg.uji.es/Docencia/QO/tema10QO.pdf