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TURMA PRODÍGIO 1PROENEM.COM.BR QUÍMICA II É o fenômeno onde algumas substâncias apresentam a mesma fórmula molecular, mas possuem alguma propriedade diferente, esses compostos são chamados entre eles de isômeros. Essa isomeria possui duas classificações: • Plana • Espacial ISOMERIA PLANA É o tipo de isomeria que aborda os isômeros através do estudo de suas fórmulas estruturais planas. São 5 tipos de isomeria plana. ISOMERIA DE CADEIA Os compostos apresentam a mesma fórmula molecular, mas se diferem na classificação da cadeia carbônica. As cadeias podem ser classificadas como: Aberta x Fechada; Normal x Ramificada ; Saturada x Insaturada; Homogênea x Heterogênea. Neste exemplo temos dois compostos de fórmula molecular C4H8, que se diferem pelo fato do primeiro composto apresentar a sua cadeia classificada como aberta e insaturada e o segundo, cadeia fechada saturada. ISOMERIA DE POSIÇÃO Os compostos possuem a mesma fórmula molecular, mas se diferem na posição do grupo funcional, ou da insaturação ou da ramificação na cadeia principal. No exemplo abaixo temos dois álcoois. Os dois com fórmula molecular C7H16O. No primeiro a hidroxila está no carbono 2 da cadeia principal e no segundo exemplo a hidroxila está no carbono 4. Heptan-2- ol Heptan-4-ol ISOMERIA DE FUNÇÃO Os isômeros possuem mesma fórmula molecular, mas pertencem a funções diferentes. Essa isomeria ocorre principalmente entre: • Álcool, éter e fenol Fórmula molecular: C7H8O • Aldeídos e cetonas Fórmula molecular: C3H6O • Ácido carboxílico e éster Fórmula molecular: C3H6O2 METAMERIA Também chamada de isomeria de compensação, são isômeros que pertencem à mesma função, apresentam o mesmo tipo de cadeia, mas se diferem na posição do heteroátomo. Heteroátomo: átomo diferente de carbono presente nas cadeias carbônicas No exemplo abaixo, os dois compostos são classificados como éster, possuem a mesma fórmula molecular, C4H8O2, porém a posição do grupo funcional que caracteriza o éster então localizados em posições diferentes dentro da cadeia. Cuidado!!! Se a posição do grupo funcional for alterada e este deixar de ser heteroátomo, a isomeria seria de posição e não metameria. Acontece geralmente com aminas. TAUTOMERIA Também conhecida por isomeria dinâmica, nela os isômeros pertencentes a funções químicas diferentes e estabelecem um equilíbrio químico dinâmico em solução. ISOMERIA05 05 ISOMERIAQUÍMICA II TURMA PRODÍGIO2 PROENEM.COM.BR Primeiro passo para se observar a tautomeria é se a reação está em equilíbrio, segundo passo é observar as funções presentes na reação. Geralmente a tautomeria ocorre com a cetona e o enol e entre o aldeído e enol. Isso é explicado pela alta eletronegatividade do oxigênio e a ligação pi feita pelo mesmo carbono ligado a ele. Observe os exemplos abaixo: Equilíbrio Aldoenólico Equilíbrio Cetoneólico ISOMERIA ESPACIAL A isomeria espacial é dividida em basicamente duas isomerias. A isomeria geométrica, mais conhecida como isomeria Cis/Trans, e a isomeria óptica. ISOMERIA GEOMÉTRICA Algumas observações devem ser feitas para que ocorra esse tipo de isomeria: 1. Presença de ligação dupla entre dois carbonos, ou o composto ser fechado sem ligação dupla; 2. Cada carbono da dupla deve apresentar ligantes diferentes; 3. Deve-se traçar um plano em cima da dupla; 4. Observa-se que ocorre a divisão da molécula em dois planos. Após todo esse procedimento, você perceberá que se os ligantes iguais estiverem do MESMO lado (plano cortado), a isomeria existente será do tipo CIS. Se os ligantes estiverem em lados OPOSTOS, a isomeria será do tipo TRANS. Exemplo: Observe que no ácido cis-butenodióico, as carboxilas estão situadas do mesmo lado, após o plano ser cortado. Já no trans- butenodióico, as carboxilas estão situadas em lados opostos, por isso a denominação TRANS. Agora, um exemplo com cadeia cíclica: MUITO IMPORTANTE!! Caso os ligantes de todos os átomos participantes da isomeria forem diferentes, observa-se o ligante mais complexo dos carbonos, comparando-os. Se estiverem do mesmo lado, temos isomeria do tipo CIS, em lados opostos, isomeria do tipo TRANS. ISOMERIA GEOMÉTRICA A isomeria óptica é um tipo de isomeria espacial, ou estereoisomeria, que estuda o comportamento das substâncias quando submetidas a um feixe de luz polarizada. Os isômeros ópticos também possuem a mesma fórmula molecular, se diferem apenas pela sua atividade óptica. A característica para que uma molécula possua isomeria óptica é a presença do carbono quiral (assimétrico. Ele é representado por um asterisco e possui 4 substituintes diferentes. Observe o exemplo de uma molécula com o carbono assimétrico: Quando um composto que possua carbono assimétrico é submetido a um feixe de luz polarizada, ele pode desviar o feixe de luz polarizada para a direita, sendo denominado de dextrogiro(D) ou pode desviar a luz para a esquerda, denominado de levogiro(L). A esses dois compostos denominamos o nome de Isômeros ópticos. Os estereoisômeros ópticos são a imagem especular um do outro, sendo chamados devido a isso de enantiômeros. Observe o exemplo: Podemos então calcular a quantidade de isômeros obtidos por cada estrutura. Através do número de carbonos quirais podemos descobrir: • O número de isômeros ativos através de 2n , onde n é o número de carbonos quirais presentes na estrutura; • O número de isômeros inativos através de 2n-1 , onde n é o número de carbonos quirais presentes na estrutura. Quando ocorre o desvio da luz polarizada, 50% para a direita e 50% para a esquerda, temos o que denominamos de Mistura racêmica, e ela é opticamente inativa. Os pares de isômeros originados por mais de um carbono assimétrico são denominados diasterisômeros.