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Isomeria – Aula 18 Química 1 | Prof. Dr. Eduardo Walneide 1 1. Isomeria Plana • Duas ou mais substâncias que apresentam a mesma fórmula molecular, mas diferentes fórmulas estruturais. • Para facilitar a identificação dos tipos de Isomeria Plana é bom seguir a seguinte ordem de avaliação: • TAUTOMERIA ou Isomeria Dinâmica. • Isomeria de FUNÇÃO • Isomeria de CADEIA • Isomeria de POSIÇÃO • METAMERIA ou Isomeria de Compensação 1.1. TAUTOMERIA ou Isomeria Dinâmica • Um caso especial no qual um isômero de uma função pode se converter em outro de outra função de acordo com um equilíbrio dinâmico. • Os casos mais comuns são os da tautomeria aldo-enólica (aldeídos e enóis) e ceto-enólica (catonas e enóis). Aldeído (C2H4O) Enol Cetona (C3H6O) Enol 1.2. Isomeria de FUNÇÃO • Compostos com mesma fórmula molecular e FUNÇÕES diferentes. • Casos mais comuns: álcool e éter, aldeído e cetona, ácido carboxílico e éster, álcool aromático, éter aromático e fenol. Álcool (C2H6O) Éter Aldeído (C3H6O) Cetona Ác. Carbox. (C3H6O2) Éster Álcool arom. Éter arom. Fenol (C7H8O) 1.3. Isomeria de CADEIA • Compostos com mesma formula molecular, mesma função, mas com CADEIAS diferentes. • Quando se classifica a cadeia de dois compostos de mesma função e a classificação difere em pelo menos um aspecto, é um caso de isomeria de cadeia. • Também conta para a isomeria de cadeia, casos com diferentes números de ramificações, diferentes números de insaturações e ramificações diferentes. • Casos mais comuns: ciclanos e alcenos, HC normais e ramificados, Cadeias homogêneas e heterogêneas, cadeias mais e menos ramificadas. Aberta C4H8 Fechada Insaturada Saturada Normal Normal Homogênea Homogênea Aberta C5H12 Aberta Saturada Saturada Normal Ramificada Homogênea Homogênea 2 Aberta C2H7N Aberta Saturada Saturada Normal Normal Homogênea Heterogênea Aberta C6H14 Aberta Saturada Saturada 1x Ramificada 2x Ramificada Homogênea Homogênea 1.4. Isomeria de POSIÇÃO • Compostos com mesma formula molecular, mesma função, mesmo tipo de CADEIA, mas com grupos funcionais, insaturações ou ramificações em POSIÇÕES diferentes. • Esse caso é fácil de identificar porque SEMPRE leva a mudança somente de números na nomenclatura, ou de termos que indiquem números. but-1-eno (C4H8) but-2-eno butan-1-ol (C4H10O) butan-2-ol o-metilfeno m-metilfenol p-metilfenol (C7H8O) 1.5. METAMERIA ou Isomeria de Compensação • Compostos com mesma formula molecular, mesma função, mesmo tipo de CADEIA, mas com HETEROÁTOMOS em POSIÇÕES diferentes. É um caso especial de isomeria de posição. • A diferença é que na metameria NÃO HÁ MUDANÇA NA NUMERAÇÃO NO NOME. • Casos comuns: éteres, ésteres, aminas e amidas. etóxi-etano (C4H10O) metóxi-propano etil-propilamina (C4H11N) dietilamina metanoato de etila (C3H6O2) etanoato de metila 2. Isomeria Espacial • Duas ou mais substâncias que apresentam as mesmas quantidades de átomos com as mesmas ligações, diferindo na disposição espacial dos grupos ou átomos. • Pode ser de 2 tipos: • ISOMERIA GEOMÉTRICA • ISOMERIA ÓPTICA 2.1. Isomeria Geométrica • Ocorre em compostos com dupla ligação ou compostos cíclicos, nos quais uma única condição deve ser atendida: os ligantes do mesmo átomo (geralmente carbono) devem ser DIFERENTES. A≠B e D≠E, sendo que A pode ser igual a D ou E e B pode ser igual a D ou E. • Como não há livre rotação da ligação dupla ou do ciclo, as posições ficam fixas e o modo como se ligam leva a diferentes substâncias, já que apresentam diferentes características. Para enxergá-las, devemos analisar os ligantes em relação ao plano da dupla ligação e/ou do ciclo. • Quando os grupos iguais estão do MESMO LADO DO PLANO, chamamos esta forma de cis. • Quando os grupos iguais estão de LADOS OPOSTOS DO PLANO, chamamos esta forma de trans. 3 • Em geral, observa-se que os isômeros cis são mais POLARES que os trans e, por isso, apresentam maiores pontos de ebulição. • A isomeria cis-trans do nitrogênio também é um caso legal de se lembrar! Nele, uso a mesma análise. Entretanto, devo analisar se os pares de elétrons livres estão do mesmo lado do plano da dupla (cis) ou de lados opostos (trans). Trans Cis • Quando todos os grupos ligados aos carbonos da dupla ou do ciclo são diferentes, temos a possibilidade de usar o padrão E/Z. Nele o E corresponde ao isômero entgegen (oposto) similar ao trans e o Z corresponde ao isômero zusammen (juntos) similar ao cis. • A prioridade é dada pelo número atômico (Z). Quando os átomos que possuem os maiores números atômicos apresentam-se ligados aos carbonos da dupla ou do ciclo do mesmo lado do plano, temos um isômero Z. Quando o contrário acontece, temos um isômero E. Orientação de estudos Octa+4 – Aulas 16 e 17 – Frente 1 • Isomeria Plana e Espacial Ler: pp. 1026-1029 e 1034-1036. Para Praticar: pp. 1030-1031 – 1 a 10. É assim no ENEM: p. 1032 – 1 e 2. De olho na BNCC: pp. 1032-1033 – 1 a 4. Lista Aula 18 (HD) Se seu foco é... ENEM Para praticar: 2, 3, 4, 7. É assim no ENEM 1, 2. FUVEST Para praticar: 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9, 10. É assim no ENEM 1, 2. De olho na BNCC 2, 3, 4. UNESP/UNIFESP Para praticar: 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9, 10. É assim no ENEM 1, 2. De olho na BNCC 2, 3. UNICAMP Para praticar: 2, 4, 9. É assim no ENEM 1, 2. De olho na BNCC 1, 4. Particulares MED Para praticar: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10. É assim no ENEM 1, 2. De olho na BNCC 2, 3, 4. Outras Particulares Para praticar: 2, 3, 4, 5, 6, 9. É assim no ENEM 2. De olho na BNCC 2.