Quím. ORGÃNICA - USP 2009

Quím. ORGÃNICA - USP 2009

(Parte 3 de 3)

Os grupos etil "escondem" o par eletrônico do nitrogênio, deixando-o menos disponível: base mais fraca de todas as citadas nesse exemplo.

efeito estérico

15)Álcool comum é uma espécie química neutra, enquanto que o ácido acético tem características ácidas acentuadas (claro!). Explique.

Resposta:

H3CCOH(etanol)

H3C C O

OH H3C C

ácido acético

Porque devido à ressonância do grupo carboxila, o oxigênio do grupo OH tem baixa densidade eletrônica, perdendo o próton com mais facilidade. Esta ressonância não existe no etanol.

H3C C O

OH H3C C

OH H3C C híbrido de ressonância

H3C C OH H2

16)Coloque em ordem crescente de acidez, justificando: ácido propanóico, ácido 2 flúor propanóico, ácido tricloro acético e ácido 3 flúor propanóico.

17)O ponto de ebulição do ácido acético é superior a 100 ºC enquanto que o etanol ferve a 78,3 ºC. Explique.

Resposta:

H 3 C C O H H 2

Etanol 46 g/mol

H3C C OH

Ácido acéticointeração entre as moléculas é maior 60 g/mol maior massa molar

Porque além do ácido acético ter maior massa molar, também é a espécie mais polar.

16)Quais as conseqüências de existir em uma molécula de um composto orgânico um elemento muito eletronegativo e de que modo esse fato pode influir na reatividade dos compostos?

Resposta: Provavelmente terá um ponto de ebulição elevado sendo também solúvel em solventes polares. O composto apresentará regiões onde as reações químicas poderão ocorrer com maior facilidade.

17)Quais as condições necessárias para uma reação química ocorrer? Consideremos a reação:

(moléculas em constante movimentação)

Para que haja reação, três condições têm que ser satisfeitas: 1)Tem que haver colisão entre as espécies reagentes.

2)As moléculas reagentes precisam ter uma energia mínima para a reação começar a acontecer. (Energia de Ativação: Ea)

Cl Cl

ClH

ClHHH

Cl Cl

Colisão

Esta não é uma colisão favorável. Não há formação de produtos!

3)As moléculas reagentes tem que colidir numa posição geometricamente favorável.

H Cl ClCl

ClH H

HCl

HCl

Colisão Complexo Ativado

A ligação covalente sob o ponto de vista dos orbitais moleculares.

1)H1 e H1Molécula de H2

H H H2HH * ligação sigma (s—s)

Cl Cl sigma p

H Cl sigma ”sp”

Molécula piramidal polar 3 ligações sigma (s—p)

2 Ligações σ (sp)

C 6 : 1s 2 2s 2 2p 2 3 orbitais "p" e 1 orbital "s" irão mudar de forma, originando 4 orbitais híbridos IGUAIS chamados "sp 3 ".

4 orbitais híbridos iguais

Mudança de órbita que ocorre à custa de energia.

Por esse motivo, o Carbono, no CH4 fará quatro ligações iguais “sigma”, sp3-s.

O Oσ pi

•Mudança de órbita do elétron de “2s”para o orbital vazio “p”, explica a tetravalência do carbono. •A Hibridação explica a igualdade das 4 ligações do carbono.

Dupla ligação

2 orbitais "p" e 1 orbital "s" irão mudar de forma originando 3 orbitais híbridos IGUAIS, chamados "sp2". Um orbital p permanece "PURO".

3 orbitais híbridos sp2.

1 orbital p puro.

H2CCH2eteno ou etileno

pi σσ

Tripla Ligação

2 orbitais "p" puros.

2 orbitais híbridos sp.1 orbital "p" e 1 orbital "s" irão mudar de forma originando 2 orbitais híbridos IGUAIS, chamados "sp". Dois orbitais p permanecem "PUROS".

etino ou acetilenoHCCH

Hibridação do BORO

1 orbital "s" e 2 orbitais "p" irão mudar de forma originando 3 orbitais híbridos IGUAIS "sp2".

3 orbitais híbridos sp2.

B Cl

ClCl

Molécula piramidal polar.

Molécula planar apolar

N Cl ClCl

Classificação dos Átomos de C 1) Quartenário2) Terciário3) Secundário

4 C C H

3 C C C

2 C C C

C C C2 C C C

4) Primário

1 C C N CH3

Estabilidade do C+ (Carbocátion) SP solvente polar

1) H3C C Cl H3C C SP

H3C C Cl

CH3H3CCCH3+ ClH

O cátion carbono terciário é o mais estável devido ao efeito indutivo dos três átomos de carbono que o envolvem, neutralizando parcialmente o carbocátion. Este triplo efeito não existe nos carbonos primários e secundários sendo, portanto, improváveis suas existências.

SP + ClxCH3C

CARGAS DOS ÁTOMOS 1) CxCC x xN x xxO x xxO x x

4) Clxx x clorônio

Clxx x x x cloreto

Cl x x x

Efeitos Mesômeros → Estruturas de Ressonância Híbrido de Ressonância

H3C C CH3O H3C C CH3

Opar de elétrons

H3C C CH3 O

H3C C N H3C C N H3C C N

H2C C OH H2C C OH

H2C C OH

Híbrido de Ressonância

H3C C O

OH H3C C

OH x

H3C C

H3C N O

O x

H3C N

O H3C N

H2C C C O

OHH H2C C C

H OH H2C C C

Classificação das Reações Orgânicas

H3CCCH2 +HCl?

Reações de Adição H

HClH +Clx
H3CCCH2+ H+

H3CC+CH3 + Cl-H3CCCH3 Cl

Reações de Substituição

H3CCC?Cl + Na OH H2 H2

C + OHCOH + Na Cl

Eliminação

H3CCCCl + Na OH? H2 H2

H3CCCH2 + OH H

H2O + H3CCCH2 + Na Cl Cl

Tipos de Reações de Adição

Eletrófila

São as reações nas quais a primeira etapa é a adição de um cátion.

Ex:Mecanismo já visto anteriormente

Nucleófila

São as reações nas quais a primeira etapa é a adição de um ânion.

H3CCCH3 + HCN O

H3C CO CH3 + CNH3CCCH3

H3CCCH2 + HCl H

H3C CO CH3 + HH3CCCH3

Radicálica

Ocorre quase sempre em ausência de solvente polar e sob a ação de calor.

Cl Cl2Clλ ∆

H3CCCH3+ Cl

HCl + H3CCH CH3

H3CCCH3+ Cl ClH
Cl+ H3CCCH3 (2 cloro propano)

Tipos de Reações de Substituição

Sn1: são aquelas que têm suas velocidades dependentes da concentração de apenas UM dos reagentes. Reações ocorrem por este processo quando o carbono ligado ao elemento muito eletronegativo for TERCIÁRIO.

Sn2: são aquelas que têm suas velocidades dependentes das concentrações dos DOIS reagentes. Reações ocorrem por este processo quando o carbono ligado ao elemento muito eletronegativo for PRIMÁRIO.

COMPETIÇÃO: Sn1 ou Sn2? Existem alguns fatores que favorecem estes tipos de reações:

A formação do cátion carbono terciário favorece as reações

A utilização de um solvente polar favorece Sn1, quando houver a possibilidade de formação de um carbocátion terciário.

Quando houver na molécula reagente (substrato) agrupamentos muito volumosos (efeito estérico), a reação Sn1 é favorecida, desde que haja um solvente polar.

Poder nucleófilo do reagente: quanto mais “negativa” for a espécie reagente, mais a reação Sn2 será favorecida. A ausência de um solvente polar favorece a reação Sn2.

COMPETIÇÃO: Sn1 ou E1?; Sn2 ou E2?

“Sempre” que ocorrer uma reação de substituição do tipo Sn2, também estará ocorrendo uma reação de eliminação do tipo E2. A alteração da temperatura pode favorecer um tipo ou outro.

“Sempre” que ocorrer uma reação de substituição do tipo Sn1, também estará ocorrendo uma reação de eliminação do tipo E1. A alteração da temperatura pode favorecer um tipo ou outro. A ausência de solvente polar favorece E1.

Reações de Substituição Nucleófila

Existem dois tipos: Tipo 1 — Sn2

H3CCBr + K OH? H2

BrC + OHK Br + H3CCOH

Temos então:

v(velocidade)

(Parte 3 de 3)

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