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Química A UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA Faculdade de Ciências e Tecnologia MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA DO AMBIENTE 1º Semestre - 2013/2014 Doutor João Paulo Noronha jpnoronha@fct.unl.pt (I a III) QUÍMICA ORGÂNICA: A QUÍMICA DO CARBONO Química A 2 QUÍMICA ORGÂNICA: A QUÍMICA DO CARBONO Química A 3 ORIGEM: ORGANISMOS VIVOS COMPOSTOS ORGÂNICOS Vitalismo (1780s) – Força vital Químicos Orgânicos em acção Química A 4 Domínios de Aplicação dos Compostos Orgânicos Petróleo Indústria petroquímica Polímeros Naturais (borracha, elastómeros) Sintéticos (plásticos, fibras) Produtos Farmacêuticos Perfumes } (Química Fina) - Alcalóides, Vitaminas, Antibióticos Produtos Químicos Agrícolas Insecticidas, Fertilizantes Explosivos Refrigerantes Sabões e Detergentes Tintas e Corantes Açúcares Materiais biológicos Proteínas, ADN Química A 5 Químicos Química A 6 Alimentos: Lípidos, Glícidos, Proteínas, Conservantes, Aromatizantes, Corantes,… DNA Óleos essenciais Fármacos • Ingredientes activos • Excipientes Plásticos/materiais Combustíveis Pigmentos 7 Ciclo-hexano Química A 8 C6H12 Alcino Etino ou Acetileno Aldeído Metanal ou Formaldeído Cetona Acetona ou Propanona Amina Metilamina ou Metanamina Química A 9 Sacarina (1879): 300x mais doce que o açúcar Sacarina ≠ Sacarose Química A 10 Mmmmmmmmmmmmmmmmmhhhhh!!!! Química A 11 O O + H2O2 Guerra Química na Natureza O besouro bombardeiro: Benzoquinona + Peróxido de hidrogénio D100ºC Arma de defesa Química A 12 A Natureza nem sempre é verde…. Química A 13 Pesticidas Naturais de Plantas Poliacetileno: Condutores Orgânicos Química A 14 Kevlar: Polímero resistente ao calor e 7x mais resistente que o aço por unidade de massa Química A 15 Compostos Orgânicos mais fortes que o Metal A Poliamida Kevlar À prova de bala! Poliestireno do Estireno Protector Solar Química A 16 Química A 17 18 Química II Química A 18 SO2 NOx CO VOC O3 Pb Hg Hoje em dia, Orgânico <= Vivo! (Vitaminas, Fertilizantes, Produtos Biológicos (s/Pest./Fertiliz. Quim.) Química A 19 ADN: A Dupla Hélice Síntese: Wöhler (1828): Produziu um composto “orgânico” a partir de um sal “inorgânico”. Pb(OCN)2 + 2 H2O + 2 NH3 2 H2NCNH2 + Pb(OH)2 O Ureia Química A 20 O 1º composto orgânico sintetizado (Wölher, 1828) Nº de compostos orgânicos conhecidos 1880 12.000 1940 500.000 Actualmente + 10 milhões Proteínas Estrutura conhecida Algumas dezenas Uma célula de E. Coli ≈ 3.000 (+2000 compostos) Homo Sapiens 5 x 106 Seres vivos 1012 Evolução histórica Química A 21 Exemplos: Benzilpenicilina Cubano Sacarina Química A 22 antibiótico adoçante síntese de explosivos Potências de 10 Química A 24 Ligação Química Retrato de Charles-Augustin de Coulomb (1736-1806), físico francês que descobriu o que hoje se chama de, Lei de Coulomb Força de atracção = Constante x [Carga(+) x Carga(-) / distancia2] Química A 25 Ligação Iónica (ou eletrovalente) => transferência de 1 ou + eletrões => iões Química A 26 Ligação Iónica: “Não” há partilha de Eletrões Gases nobres = Regra octeto Ligação Covalente: Partilha de Eletrões Química A 27 O nº de eletrões de valência de um átomo = nº do grupo atómico do elemento Octetos Electrões de valência Química A 28 Ligação Iónica: Força atrativa entre iões de carga oposta; Reacção entre átomos de eletronegatividade Química A 29 Porque é que os Elementos Reagem? Transferência de Eletrões de Valência Química A 30 Química A 31 Química A 32 Química A 33 Química A 34 2. Ligações “Covalentes” Lakehurst, New Jersey 3 Maio, 1937 O Hindenburg: Química A 35 Química A 36 Metano Amónia Água Química A 37 Ião amónio Ião hidrónio Química A 38 Eletronegatividade é uma medida da capacidade de um átomo atrair eletrões Química A 39 empurra puxa Eletronegatividade Eletronegatividade: uma medida da força de atração de um átomo para os eletrões que compartilha numa ligação química com outro átomo Escala de Pauling aumenta da esquerda para a direita dentro de um período aumenta de baixo para cima num grupo Química A 40