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Química orgânica LIGAÇÕES DO CARBONO: METILA 1 Sumário Introdução .................................................................................................................................... 2 Objetivos ....................................................................................................................................... 2 1. Ligações do carbono ....................................................................................................... 2 1.1 Radicais ou grupo orgânicos ...................................................................................... 2 1.2 Hibridização do radical metila ............................................................................................ 3 Exercícios ...................................................................................................................................... 3 Gabarito ........................................................................................................................................ 4 Resumo ......................................................................................................................................... 4 2 Introdução Na apostila Moléculas orgânicas e a geometria, aprendemos sobre a importância do "modelo de repulsão dos pares eletrônicos na camada de valência" na determinação da geometria das moléculas. E como a hibridização influencia na geometria das moléculas orgânicas. Já aprendemos que o átomo de carbono realiza 4 ligações, será que este elemento pode realizar um número de ligações menor do que 4? Nesta apostila iremos descobrir que o carbono pode realizar menos do que 4 ligações. Como isso seria possível? Veremos nets a que ao perder uma ligação, a configuração do orbital também mudará, formando os radicais orgânicos e que são derivados dos compostos orgânicos. Veremos alguns radicais orgânicos em breve, entre eles está o radical metila. Objetivos • Verificar que o carbono pode realizar ligações inferior a 4 • Entender por meio da hibridização do carbono em que configure apenas 3 ligações 1. Ligações do carbono 1.1 Radicais ou grupo orgânicos Até a apostila atual, vimos até então que o carbono é tetravalente e realiza 4 ligações, podendo ser simples, dupla e tripla. Entretanto é possível que o carbono realize menos do que 4 ligações. A causa está associada á cisão homolítica das ligações Carbono-hidrogênio, nessa cisão ocorre a retirada de um hidrogênio, logo se formam os radicais monovalentes e o carbono passa a realizar apenas 3 ligações (Figura 01). 01 Os radicais formados variam de acordo com o tamanho da cadeia do grupo orgânico formado. Encontram-se alguns grupos radicais abaixo (Figura 02). É possível observar o carbono que sofreu a cisão só realiza três ligações. O radical metil é derivado do metano, o radical etil é derivado do etano e assim sucessivamente. 3 01 Radicais Orgânicos 1.2 Hibridização do radical metila Durante a cisão da ligação C-H, além do carbono deixar de fazer uma ligação, acaba alterando também a hibridização dos orbitais. Por exemplo, na molécula do metano que o carbono possui hibridização sp3, ao sofrer a cisão e perder o átomo de hidrogênio a configuração do orbital do radical passará a ser sp2 e o orbital p ficará com um elétron desemparelhado. FIQUE ATENTO! Exercícios 1 Qual a configuração do orbital após a formação do radical metil? 2 Qual a geometria antes da cisão homolítica da ligação Carbono- Hidrogênio da molécula de metano? Qual o nome do radical formado e qual a nova geometria desse grupo orgânico? Os radicais derivados dos compostos orgânicos de ligações simples apresentam a hibridização dos orbitais sp2 e geometria trigonal plana. 4 3 Julgue a afirmativa em verdadeiro ou falso. Mesmo após a cisão da ligação Carbono-Hidrogênio, o orbital p continua completo. Gabarito 1. Passa da configuração sp3 para sp2. 2. Antes da cisão a geometria é tetraédrica; após a cisão restam apenas 3 ligantes – geometria trigonal plana. 3. F. O orbital p perde um elétron, ficando desemparelhado. Resumo Sabemos que o átomo de carbono é um elemento químico tetravalente, ou seja, apresenta quatro elétrons ligantes. Entretanto o carbono de compostos orgânicos pode apresentar-se com apenas 3 ligações, nesta situação há uma mudança na configuração do seu orbital. O carbono pode deixar de fazer uma ligação e passar a realizar somente 3. Quando isto ocorre, tem-se a formação dos chamados radicais orgânicos. O processo de formação dos radicais livres é dado pela cisão homolítica, ou seja, ocorre a ruptura da ligação C-H, entre, assim um átomo de hidrogênio é removido e o carbono deixa de ser tetravalente e transforma-se em um radical monovalente. Os radicais variam de acordo com o tamanho da cadeia carbônica que lhes originaram. A nomenclatura dos radicais orgânicos que apresentam somente ligações simples é dada pelo nome do prefixo que indica quantidade de carbonos + "il ou ila". Por exemplo, o radical metil é derivado da molécula orgânica metano. A hibridização do composto também muda após a cisão e formação do radical, o carbono deixa de ser sp3 e configura sp2 devido ao orbital p aparecer desemparelhado após a retirada do átomo de hidrogênio. A geometria dos radicais oriundas de cadeias carbônicas com ligações simples passa ser trigonal plana. 5 Referências bibliográficas USBERCO, João, SALVADOR, Edgar. Química. 5. ed. São Paulo: Saraiva, 2002. Referências imagéticas Figura 01. USBERCO, João, SALVADOR, Edgar. Química. 5. ed. São Paulo: Saraiva, 2002.