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F R E N T E 1 61 O sufixo indica a que função pertence o composto or- gânico. A Tab. 4 apresenta algumas classes funcionais e seus respectivos sufixos. Classe funcional Fórmula Sufixo Hidrocarboneto CxHy o Álcool C OH ol Aldeído C O H al Ácido carboxílico C O OH oico Cetona C O ona Tab. 4 Sufixos dos nomes de compostos orgânicos conforme suas classes fun- cionais. Exemplos: H3C CH3 etano (et + an + o) Dois carbonos Hidrocarboneto Ligação simples H2C CH2 eteno (et + en + o) Dois carbonos Hidrocarboneto Uma ligação dupla H3C CH2 OH etanol (et + an + ol) Dois carbonos Álcool Ligação simples H3C C O propanona (prop + an + ona) Três carbonos Cetona Ligação simples CH3 Exercício resolvido 1 Ao se observar os nomes dos compostos orgânicos, nota-se que a primeira parte do nome fornece a infor- mação referente ao número de átomos de carbono da cadeia. Escreva, nos espaços pontilhados, o número de átomos de carbono existentes na cadeia dos se- guintes compostos: a) undecano b) propanol c) ácido hexadecanoico d) pentanal e) butanona Resolução: Para determinar o número de carbonos na cadeia de cada composto, basta identicar o prexo no nome de cada composto. a) undecano b) propanol c) ácido hexadecanoico d) pentanal e) butanona Hidrocarbonetos Compostos formados exclusivamente por carbono e hidrogênio. A fórmula geral dos hidrocarbonetos pode ser representada por CxHy. Na maioria das vezes, são moléculas apolares, em razão da baixa eletronegativida- de apresentada por esses elementos químicos (carbono e hidrogênio). Além disso, a pequena polaridade observada nessas moléculas é, em geral, neutralizada pela própria geometria da molécula. Consequentemente, a força dipolo induzido é a única interação entre suas moléculas. Nomenclatura de hidrocarbonetos não ramificados Na nomenclatura de um hidrocarboneto, o sufixo utiliza- do é o, portanto o nome de um hidrocarboneto de cadeia normal é dado por: prefixo + infixo + o. A função hidrocarboneto é dividida em subfunções (Tab. 5) de acordo com a classificação de sua cadeia. Cadeia aberta (Alifáticas) Alcanos Cadeia saturada Alcenos Cadeia insaturada por uma ligação dupla Alcinos Cadeia insaturada por uma ligação tripla Alcadienos Cadeia insaturada por duas ligações duplas Cadeia fechada (Cíclicas) Alicíclicas Cicloalcanos Cadeia saturada Cicloalcenos Cadeia insaturada por uma ligação dupla Aromáticos Apresentam núcleo ou anel aromático (resso- nância eletrônica) Tab. 5 Subfunções dos hidrocarbonetos. 11 3 16 5 4 QUÍMICA Capítulo 6 Nomenclatura dos compostos orgânicos62 Alcanos ou parafinas Os alcanos ou parafinas são hidrocarbonetos de ca- deia aberta (alifáticos) e saturados, ou seja, os átomos de carbono estão unidos por ligação simples. Os alcanos também são conhecidos como parafinas (do latim parum = pouca + affinis = afinidade), porque, de fato, esses compostos apresentam baixa reatividade. O termo alcano é formado pelas mesmas partes da nomenclatura desses compostos. Alc + an + o Cadeia alifática (aberta) Hidrocarboneto Ligação simples A fórmula geral dos alcanos é CnH2n + 2, em que n re- presenta o número de átomos de carbono. Essa fórmula relaciona a proporção entre a quantidade de átomos de carbono e de átomos de hidrogênio que constituem um alcano. Para compreen der essa fórmula geral, observe a estrutura do decano, um alcano de cadeia longa e linear com o da Fig. 1. C H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H C C C C C C C C C H Fig. 1 Fórmula estrutural do decano. Observando a fórmula desse alcano, é fácil perceber que os carbonos do interior da cadeia (em vermelho) utili- zam duas de suas valências para formar a cadeia, restando apenas duas valências para se ligar ao hidrogênio. Sendo assim, o número total de átomos de hidrogênio possível na cadeia é o dobro do de carbonos (2n), mais os dois átomos de hidrogênio que devem ser adicionados aos carbonos das extremidades da cadeia (em azul) para completar suas valências, ou seja 2n + 2. Na nomenclatura dos alcanos, o infixo será an, para indicar ligações simples. O menor alcano existente (Fig. 2) é o gás metano (CH4). C H H H H Fig. 2 Fórmula estrutural do metano. Veja, a seguir, alguns exemplos de alcanos. H3C CH2 prop + an + o = propano CH3 H3C CH2 but + an + o = butano CH2 CH3 H3C CH2 pent + an + o = pentano CH2 CH2 CH3 H3C CH2 hex + an + o = hexano CH2 CH2 CH2 CH3 Os alcanos são compostos amplamente encontrados na natureza, extraídos, principalmente, do gás natural e do petróleo e são lar- gamente utilizados como combustíveis. O metano, por exemplo, é o principal constituinte do GNV (gás natural veicular). Sua utilização como combustível é interessante, pois, além de ser mais barato, é menos poluente que a gasolina. O metano também é produzido pela decomposição anaeróbica de matéria orgânica (vegetais ou animais) causada por micror- ganismos, como em solos alagados de plantações de arroz e pântanos (gás dos pântanos). Alguns animais ruminantes, como o gado, também produzem esse gás em seu sistema digestório. Além disso, o metano é produzido em aterros sanitários (gás do lixo), nos quais lixo e terra são depositados em camadas sucessivas. Para ser aproveitado como combustível, pode ser produzido por decomposição de matéria orgânica em biodi- gestores (biogás). Saiba mais Propriedades físicas dos alcanos Os alcanos são compostos que, normalmente, apre- sentam baixa densidade (entre 0,55 g/cm3 e 0,8 g/cm3 a 20 °C) e são insolúveis em água. Sua temperatura de ebulição aumenta regularmente com o aumento do número de carbonos, devido à magni- tude da força dipolo induzido ser proporcional à área de contato entre as moléculas; consequentemente, em alca- nos lineares, observa-se um aumento de 20 ºC a 30 ºC na temperatura de ebulição para cada carbono adicionado na cadeia. Os alcanos não ramificados, em temperatura de 20 ºC e pressão de 1 atm, com até 4 átomos de carbono, são gasosos, aqueles com 5 a 17 átomos de carbono, são líquidos, e os que têm 18 ou mais átomos de carbono, são sólidos. A Fig. 3 ilustra uma comparação entre as temperaturas de ebulição e de fusão de alcanos não ramificados com até 20 carbonos. Temperatura de ebulição Número de carbonos T e m p e ra tu ra ( ºC ) 1 a tm Temperatura de fusão 400 300 200 100 −100 −200 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 0 Fig. 3 Variação das temperaturas de fusão e ebulição dos alcanos não ramifi- cados. Como se pode observar (Fig. 3), a variação da temperatu- ra de fusão, em relação ao aumento do número de carbonos, não é tão regular quanto as temperaturas de ebulição. Isso acontece porque, além das forças atrativas, outras forças, como energia de rede cristalina, estão envolvidas, de forma que o estudo se torna mais complexo. F R E N T E 1 63 Alcanos com cadeias ramificadas têm temperaturas de ebulição menores que os de cadeia normal em ra- zão da menor superfície de contato entre as moléculas (Fig. 4). Cadeia normal 5 carbonos 6 carbonos 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Uma ramificação Duas ramificações T e m p e ra tu ra d e e b u li ç ã o ( ºC ), 1 a tm Fig. 4 Variação da temperatura de ebulição em função daramificação. As propriedades físicas dos demais hidrocarbonetos apresentam tendências similares às dos alcanos, por isso esse tópico não será apresentado nas demais subfunções. Alcenos, alquenos ou olefinas Alcenos ou alquenos são hidrocarbonetos de cadeia aberta (alifáticos) e insaturados que apresentam uma liga- ção dupla entre carbonos. O termo olefinas, comum na literatura antiga, é deri- vado do latim oleum facere, que significa fazer ou produzir óleo. Esse nome se deve à reação do gás eteno (C2H4) com gás cloro (Cl2), que produz um líquido de aspecto oleoso (C2H4Cl2). O termo alceno é formado pelas mesmas partes da nomenclatura desses compostos. Alc + en + o Cadeia alifática (aberta) Hidrocarboneto Ligação dupla A fórmula geral dos alcenos é CnH2n(em que n ≥ 2), e eles são mais reativos que os alcanos, devido à presença da ligação π (pi). Na nomenclatura dos alcenos, o infixo será en, para indi- car uma ligação dupla. O menor alceno existente é o gás eteno (Fig. 5), também conhecido como etileno (C2H4). H 2 C CH 2 C C H H H H Fig. 5 Fórmula estrutural do eteno ou etileno. Em cadeias com até três átomos de carbono, como o eteno e o propeno, representado a seguir, não há ne- cessidade de indicar qual é a posição da ligação dupla, pois, nesses casos, ela tem uma única posição possível na cadeia. H2C CH CH3 propeno propeno CH2H3C HC Em cadeias maiores, com quatro ou mais átomos de carbono, torna-se necessário indicar a localização da li- gação dupla, pois há mais de uma localização possível, originando compostos diferentes. Observe as duas possi- bilidades existentes para o buteno: H 2 C CH CH 2 ou CH 3 H 3 C CH 2 CH CH 2 CHH 3 C CH CH 3 Nesses casos, a diferenciação é feita indicando a posição da ligação dupla por um número. Para tanto, deve-se numerar a cadeia a partir da extremidade mais próxima da ligação dupla, pois o número que indica a instauração dever ser o menor possível. Observe o pró- ximo exemplo: H2C CH CH2 CH3 numeração correta1 2 3 4 4 3 2 1 numeração incorreta Assim, podemos notar que esse composto só admite uma numeração, aquela que atribui os números 1 e 2 aos carbonos da ligação dupla. No nome do composto, deve- mos citar, entre o prefixo e o infixo e separado por hifens, apenas o menor dos dois números que abrangem a liga- ção dupla. Logo, seu nome é But-1-eno. O outro composto admite qualquer uma das duas numerações, pois, em ambos os casos, os carbonos da ligação dupla ficarão com os números 2 e 3. H 3 C CH CH CH 3 ambas estão corretas 1 2 3 4 4 3 2 1 Dessa forma, o nome do composto é But-2-eno. O eteno ou etileno é um gás insolúvel em água, que se liquefaz a –104 °C, e, apesar de existir, em baixa concentração, no gás natural, é obtido principalmente do craqueamento dos alcanos de cadeia longa. Sua principal aplicação é na produção de polietileno, o plástico mais comum. É utilizado em sacolas (de supermercado, congelados), fras- cos (detergente, xampu), entre outros. O eteno também é produzido por frutos verdes, atuando no seu amadurecimento. Embalagem de polietileno. Saiba mais © M yr ch e lla | D re a m st im e .c o m
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