Química Orgânica I e II

CENTRO UNIVERSITÁRIO FRANCISCANO

ÁREA DE CIÊNCIAS NATURAIS E TECNOLÓGICAS

CURSO DE QUÍMICA

QUÍMICA ORGANICA II

UNIDADES 1, 2 e 3

ACADÊMICAS: Rafaela Sanches Soraia Godoi

Valéria Machado

UNIDADE 1

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

Regra do octeto

Átomo estabilizar-se com 8 elétrons na última camada de valência.

Confere ao átomo maior estabilidade.

Exceções: Be (4 elétrons), B (6 elétrons), Al (6 elétrons).

Ligação iônica

Transferência de um ou mais elétrons de um átomo para outro, formando-se compostos iônicos.

Ex.:

Ocorre com átomos com grande diferença de eletronegatividade.

Ligação covalente

Compartilhamento de elétrons entre os átomos.

POLAR: elétrons atraídos mais fortemente para um átomo. Diferença de eletronegatividade.

Ex.:

APOLAR: elétrons atraídos igualmente para os átomos. Igual eletronegatividade.

Ex.:

Ligação sigma ()

Interpenetração de orbitais é frontal, segundo um mesmo eixo.

Ligação forte, difícil de ser rompida.

Ocorre entre vários orbitais, tais como s, o p ou os híbridos.

Interpenetração de orbitais é lateral, segundo eixos paralelos.

É uma ligação fraca, mas fácil de ser rompida.

Ocorre apenas entre orbitais do tipo p “puro”.

Ligação pi ()

Hibridização

Hibridização sp3 (alcanos)

Hibridização sp2 (alcenos)

Hibridização sp (alcinos)

Tipos de ligações 4 ligações 3 ligações

e 1 2 ligações

e 2

Ângulo 109º28’ 120º 180º

Geometria Tetraedro regular Trigonal plana Linear

Exemplos

etano eteno etino

Eletronegatividade

Medida de um átomo atrair elétrons que esta compartilhando com um outro, polarizando assim os elétrons a ligação.

Ex.:

Raio atônico

Medida do centro do núcleo a periferia da eletrosfera.

Ex.:

Raio atômico X eletronegatividade

Quanto menor o tamanho de um átomo, maior será a força de atração, pois a distância núcleo-elétron da ligação é menor.

Energia de ionização

Mínima energia necessária liberada ou absorvida quando um átomo no estado fundamental recebe um elétron.

Tabela periodica

Quanto > a energia> a energia< favorecida é a reação< favorecida é a reação

Polarizabilidade

Suscetibilidade de deformação da nuvem eletrônica de moléculas neutras pela ação de cargas elétricas neutras.

Ex.:

A+ + :B- A – B

Eletrófilo Nucleófilo

(pobre em elétrons) (rico em elétrons)

Elétrons se deslocam de B para A

Nucleófilo

Uma base de Lewis, doador de par de elétrons que procura um centro positivo em uma molécula (eletrófilo).

Ex.:

Eletrófilo

Um ácido de Lewis, receptor de par de elétrons, um reagente que busca o elétron.

Ex.:

Afinidade eletrônica ou eletroafinidade

Capacidade de um átomo receber um ou mais elétrons.

Átomos isolados (o que ocorre no estado gasoso).

Átomos com alta eletroafinidade, ao receberem elétrons extras, transformam-se em íons negativos (ânions) bastante estáveis.

Átomos que não aceitam elétrons facilmente (ou seja, de elementos com baixa eletroafinidade) formam ânions

bastante instáveis. Tabela periodica

Energia de Ativação

A diferença em energia livre entre o estado de transição e os reagentes.

Ex.:

Quanto menor a energia de ativação maior a velocidade da reação.

Ácido e Base de Lewis

ÁCIDO: receptores de pares de elétrons, ou seja, deve possuir um orbital vazio de menor energia ou de uma ligação polar com H.

BASE: doadores de pares de elétrons.

Ácido e Base de Lewis

Ácido

Base

Relação entre estrutura e acidez

Acidez

A força de um ácido depende do grau em que um próton pode ser separado da molécula.

A remoção de um próton envolve o rompimento de um ligação do próton e a estabilizacao da base conjugada.

Acidez

Acidez crescente

H – F H – Cl H – Br H – I

pka = 3,2 pka = -7 pka = -9 pka = -10

Quanto mais forte a ligação

mais fraco o ácido

Basicidade

Quanto mais forte o ácido mais fraca a base

F- Cl- Br- I-

Basicidade crescente

Efeito indutivo

Capacidade de um substituinte atrair ou liberar elétrons em virtude da eletronegatividade.

Efeito indutivo na cadeia carbônica:

1- Efeito Indutivo na cadeia carbônica (vai ser retirado) importante!!!

          Na ligação C - C numa sucessão só de átomos de carbono os elétrons da ligação estão equidistantes de cada átomo. Já numa sucessão de carbonos terminada por um elemento muito eletronegativo, como o cloro, por exemplo, ocorre uma deslocalização de elétrons das ligações C - C por causa do efeito da ligação C - Cl. Esse efeito é chamado efeito indutivo.

       Grupos elétron-atraentes (efeito indutivo -I): São aqueles que atraem os elétrons das ligações em sua direção. Os mais importantes grupos elétron-atraentes são aqueles que possuem elementos muito eletronegativos em relação ao carbono (F, O, N, Cl, Br, I etc.) ou radicais insaturados. Os radicais insaturados possuem ligações pi, que por efeito de ressonância, irão atrair os elétrons das ligações em sua direção.

          Grupos elétron-repelentes (efeito indutivo +I): São aqueles que "empurram" os elétrons das ligações em direção oposta a eles. Os mais importantes grupos elétron-repelentes são os radicais saturados (alquila) e os que possuem carga elétrica negativa. Nos radicais alquila, quanto mais átomos de C e H (com simples ligações) tiver o radical mais elétron-repelente ele será.

Esterioquímica

Leva em consideração os aspectos espaciais das moléculas.

Isômeros

Compostos diferentes com mesma fórmula molecular.

Ex.:

Fórmula molecular Isômeros

C4H10

CH3CH2CH2CH3

BUTANOBUTANO

CH3

CH3CHCH3

ISOBUTANOISOBUTANO

C2H6OCH3CH2OH

ETANOLETANOL

CH3OCH3

ÉTER DIMETÍLICOÉTER DIMETÍLICO

Estereoisômeros

Compostos com mesma fórmula molecular que diferem apenas no arranjo de seus átomos no espaço.

Se divide em duas categorias: Enantiômeros e Diasteroisômeros

Enantiômeros

Imagens especulares um do outro, que não se superpõem.

Ex.:

Só ocorre em moléculas quirais.

Diasteroisômeros

Não são imagens especulares um do outro.

Ex.:

Molécula Quiral

Molécula contendo pelo menos um carbono Quiral ( C com 4 ligantes diferentes).

Ex.:

Plano de simetria

Corta a molécula de maneira que as duas metades são imagens especulares uma da outra.

Molécula com plano de simetria = aquiral

Ex.:

2.1 – Estrutura e estabilidade dos carbocátions, carbânions e radicais livres

Carbocátion

Espécie em que o átomo de C suporta uma carga positiva formal.

Ordem de estabilidade:

estabilidade crescente

CH3 primário secundário terciário

Carbânion

Espécie em que o átomo de C suporta uma carga negativa formal.

Ordem de estabilidade: aumenta com aumento do caráter s da ligação.

estabilidade crescente

24% 33% 50%Caráter s

Radicais livres (vai ser retirado)

Os radicais livres são espécies químicas feitas naturalmente pelas mitocôndrias do organismo humano, são altamente reativas e instáveis pela presença de um ou mais elétron desemparelhado. Formadas normalmente durante a respiração e a digestão de alimentos e podem causar danos às células e levar a diversas doenças graves. Esse elétron não pareado é muito instável e, na busca de estabilidade, acaba pegando um elétron de outro átomo. Porém cada vez que uma proteína ou um lipídeo perde um elétron, sofre transformações irreversíveis na forma e na função e pela perda de um elétron, torna-se um novo radical livre existindo assim uma espécie de reação em cadeia. Devido a sua grande avidez química, este inimigo metabólico, ataca os principais constituintes celulares, e por isso, são considerados agentes desgastantes da vida

Radicais livres

É um átomo ou grupo de átomos com um único elétron desemparelhado em um orbital. São gerados via quebra homolítica (os dois elétrons da ligação se distribuem igualmente entre dois átomo ou fragmentos gerados).

Exigem alta energia.

Ex.:

Não vai estar na apresentação Esta tabela é correta?????? sim carbenos sao muito instáveis

H H H

íon hidrogênio íon hidreto radical hidrogênioFacam a comparacao:

UNIDADE 3

REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO

Ja vimos acrescentem a apresentacao

3.1 – Reações de substituição nucleofilica alifática

Ja vimos acrescentem à apresentacao